Question

工業(yè)上用某礦渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取銅的操作流程如下：
已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O
（1）固體混合物B與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）濾液A中鐵元素的存在形式只能為Fe²⁺，理由是

 

．涉及的離子方程式為

 

、

 

（不必書寫Cu₂O與鹽酸的反應(yīng)）．檢驗(yàn)濾液A中Fe²⁺的試劑為

 

（填試劑名稱）．
（3）將濾液C中的鋁元素以沉淀形式析出，可選用的最佳試劑為

 

（填序號）．
a．氫氧化鈉溶液  b．硫酸溶液  c．氨水  d．二氧化碳
金屬E與固體F某一成分發(fā)生的反應(yīng)可用于焊接鋼軌，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計題

分析：Cu₂O與鹽酸反應(yīng)生成Cu和Cu²⁺，SiO₂與鹽酸不反應(yīng)，F(xiàn)e₂O₃與鹽酸反應(yīng)生成Fe³⁺，與Cu反應(yīng)生成Fe²⁺，固體B為SiO₂和Cu，濾液A中含有Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺，加入足量的NaOH溶液，濾液C中含有AlO₂^-，金屬E為Al，固體D為Cu（OH）₂和Fe（OH）₃的混合物，在空氣中灼燒，F(xiàn)為CuO和Fe₂O₃的混合物，粗銅為Cu、Al和Fe的混合物，經(jīng)過電解可的純銅，以此解答該題．

解答： 解：Cu₂O與鹽酸反應(yīng)生成Cu和Cu²⁺，SiO₂與鹽酸不反應(yīng)，F(xiàn)e₂O₃與鹽酸反應(yīng)生成Fe³⁺，與Cu反應(yīng)生成Fe²⁺，固體B為SiO₂和Cu，濾液A中含有Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺，加入足量的NaOH溶液，濾液C中含有AlO₂^-，金屬E為Al，固體D為Cu（OH）₂和Fe（OH）₃的混合物，在空氣中灼燒，F(xiàn)為CuO和Fe₂O₃的混合物，粗銅為Cu、Al和Fe的混合物，經(jīng)過電解可的純銅，
（1）由以上分析可知固體B的成分為SiO₂和Cu，銅與氫氧化鈉不反應(yīng)，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，
故答案為：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
（2）因?yàn)殂~過量，F(xiàn)e₂O₃與鹽酸反應(yīng)后生成的Fe³⁺與過量銅單質(zhì)反應(yīng)后，全部轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，所以濾液A中鐵元素的存在形式只能為Fe²⁺，方程式為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe ³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；檢驗(yàn)濾液A中Fe²⁺的方法為：先加硫氰化鉀溶液無現(xiàn)象，再加新制氯水如果溶液變紅，則說明含二價鐵，所以檢驗(yàn)濾液A中Fe²⁺的試劑為硫氰化鉀溶液和新制氯水，
故答案為：Fe₂O₃與鹽酸反應(yīng)后生成的Fe³⁺與過量銅單質(zhì)反應(yīng)后，全部轉(zhuǎn)化為Fe²⁺；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe ³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；硫氰化鉀溶液和新制氯水；
（3）濾液中含有AlO₂^-的溶液，將濾液C中的鋁元素以沉淀形式析出；
a、氫氧化鈉溶液與偏鋁酸根不反應(yīng)，故a不符合；
b．硫酸溶液能溶解氫氧化鋁，故b不是最好；
c．氨水與偏鋁酸根不反應(yīng)，故c不符合；
d．二氧化碳是弱酸不能溶解氫氧化鋁，過量的二氧化碳和偏鋁酸根離子形成氫氧化鋁沉淀過濾得到氫氧化鋁固體，故d符合；
焊接鋼軌反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃；
故答案為：d；2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃．

點(diǎn)評：本題考查考查物質(zhì)的制備以及分離和提純等知識，側(cè)重于考查學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)知識的能力，為高考常見題型，難度中等．