Question

13．環(huán)境污染與資源短缺問題日趨突出，高效循環(huán)利用資源顯得尤為重要．工業(yè)上用含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃和SiO₂的礦渣提取銅的工藝流程如圖：

已知：①Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O
②幾種氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如表：

氫氧化物	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Cu（OH）2
開始沉淀的pH	4.0	5.8	1.1	5.4
完全沉淀的pH	5.2	8.8	3.2	6.7

回答下列問題：
（1）固體A 主要由兩種物質(zhì)組成，其化學(xué)式為SiO₂、Cu．
（2）酸浸、過濾后，濾液中鐵元素的存在形式為Fe²⁺（填離子符號），生成該離子的離子方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（3）沉淀B的化學(xué)式為Fe（OH）₃，氧化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+ClO^-+2CO₃^2-+3H₂O=Fe（OH）₃↓+Cl^-+2CO₂↑．
（4）加NaOH調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是5.2≤pH＜5.4，工業(yè)上對沉淀B、沉淀C的利用應(yīng)采取的處理方法是加熱分解得到相應(yīng)的氧化物，用于冶煉鐵和鋁．

Answer 1

分析 礦渣中含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃和SiO₂，加入硫酸酸浸，Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃都與硫酸反應(yīng)二氧化硅不反應(yīng)，過濾后得到的固體A中含有Cu和SiO₂，濾液中含有亞鐵離子、銅離子、鋁離子，加入NaClO、碳酸鈉，可得到氫氧化鐵沉淀，在濾液中繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH，可得到氫氧化鋁沉淀，過濾后濾液中含有銅離子，電解可得到銅，以此解答該題．

解答 解：（1）由以上分析可知固體A 主要由SiO₂、Cu組成，故答案為：SiO₂、Cu；
（2）酸浸、過濾后，濾液中鐵元素的存在形式為Fe²⁺，原因是發(fā)生2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案為：Fe²⁺；2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）沉淀B為Fe（OH）₃，氧化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+ClO^-+2CO₃^2-+3H₂O=Fe（OH）₃↓+Cl^-+2CO₂↑，
故答案為：Fe（OH）₃；2Fe²⁺+ClO^-+2CO₃^2-+3H₂O=Fe（OH）₃↓+Cl^-+2CO₂↑；
（4）加NaOH調(diào)節(jié)溶液，應(yīng)避免生成氫氧化銅，但同時(shí)除去氫氧化鋁，pH的范圍是5.2≤pH＜5.4，沉淀B、C分別為氫氧化鐵、氫氧化鋁，可加熱分解得到相應(yīng)的氧化物，用于冶煉鐵和鋁，
故答案為：5.2≤pH＜5.4；加熱分解得到相應(yīng)的氧化物，用于冶煉鐵和鋁（或其他合理答案）．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)分離和提純方法的選擇和運(yùn)用，為高頻考點(diǎn)，明確各個(gè)流程發(fā)生的反應(yīng)及沉淀和濾液成分是解本題關(guān)鍵，熟悉常見元素化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，知道鐵離子檢驗(yàn)方法及現(xiàn)象，題目難度不大．