Question

【題目】某礦渣的成分為Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2，工業(yè)上用該礦渣獲取銅和膽礬的操作流程如下：

已知：①Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。

②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下表所示：

沉淀物	Cu(OH)2	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2
開始沉淀pH	5.4	4.0	2.7	5.8
沉淀完全pH	6.7	5.2	3.7	8.8

（1）為了加快反應(yīng)Ⅰ的速率，可以采取的措施是____________ (寫兩條)。

（2）固體混合物A中的成分是________。

（3）反應(yīng)Ⅰ完成后，鐵元素的存在形式為________(填離子符號)；寫出生成該離子的離子方程式____________。

（4）操作1主要包括：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、________。洗滌CuSO4·5H2O粗產(chǎn)品不能用大量水洗，而用冰水洗滌。原因是______________。

（5）用NaCl0調(diào)pH可以生成沉淀B，利用題中所給信息分析沉淀B為_______，該反應(yīng)的離子方程式為______________．

Answer 1

【答案】適當(dāng)升高溫度；不斷攪拌；將礦渣粉碎；適當(dāng)增大硫酸的濃度等；SiO2、CuFe2+2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+過濾；冰水既可以洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，又可以減少晶體的損失；2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4H+

【解析】

（1）由于礦渣為固體，所以為了加快反應(yīng)Ⅰ的速率，可以采取的措施是將固體粉碎；也可以適當(dāng)升高反應(yīng)的溫度；或增大反應(yīng)物H2SO4的濃度等措施；（2）SiO2是酸性氧化物，不能與酸發(fā)生反應(yīng)，Cu2O在酸性條件下發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；溶液中發(fā)生了反應(yīng)：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，溶液中鐵元素的存在形式為Fe2+；洗滌CuSO45H2O粗產(chǎn)品不能用大量水洗，而用冰水洗滌，原因是CuSO4溶液溶解于水，而且溫度越高，溶解度越大．若用冰水既可以洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，又可以減少晶體的損失；用NaClO調(diào)節(jié)pH時，反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀和具有漂白作用的HClO。

（1）由于礦渣為固體，所以為了加快反應(yīng)I的速率，可以采取的措施是將固體粉碎，也可以適當(dāng)升高反應(yīng)的溫度，或增大反應(yīng)物H2SO4的濃度等措施。（2）SiO2是酸性氧化物，不能與酸發(fā)生反應(yīng)；其它金屬氧化物Cu2O、Al2O3、Fe2O3與硫酸發(fā)生反應(yīng)：Cu2O+H2SO4=Cu+

CuSO4+H2O、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Cu=CuSO4+ 2FeSO4，因此發(fā)生反應(yīng)I后過濾出的固體混合物A中的成分是SiO2和Cu。（3）因為在礦渣中Fe元素的化合價為+3價，先與酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)得到Fe2(SO4)3, Fe2(SO4)3與Cu發(fā)生反應(yīng)：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，鐵元素的存在形式為Fe2+。（4）從硫酸銅溶液中制取硫酸銅晶體的操作1主要包括：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾；洗滌五水硫酸銅晶體粗產(chǎn)品不能用大量水洗，而用冰水洗滌的原因是CuSO4溶液溶解于水，而且溫度越高，溶解度越大，若用冰水既可以洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，又可以減少晶體的損失；（5）NaClO具有氧化性，F(xiàn)e2+具有還原性，用NaClO調(diào)節(jié)pH時，反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀和具有漂白作用的HClO，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++7ClO-+2H++5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+6HClO。