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(shū)寫(xiě)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(chēng)）。
（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(hào)）。

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)方程為            。

Answer 1

（1）SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O
（2）Fe₂O₃與鹽酸反應(yīng)后生成的Fe³⁺與過(guò)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）D 2Al +Fe₂O₃2Fe +Al₂O₃

試題分析：向含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂的礦渣中加入HCl時(shí)發(fā)生反應(yīng)：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O；Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O。Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O。2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂.SiO₂與HCl不能發(fā)生反應(yīng)。因此反應(yīng)產(chǎn)生的Cu和SiO₂被過(guò)濾除去。固體B的成分為Cu和SiO₂。當(dāng)加入NaOH溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O.濾液A中含有CuCl₂、AlCl₃、FeCl₂、HCl。當(dāng)向其中加入足量的NaOH溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)：CuCl₂+2NaOH=Cu(OH)₂↓+2NaCl; AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+ 3NaCl+ 2H₂O; FeCl₂+3NaOH=Fe(OH)₂↓+2NaCl;HCl+NaOH=NaCl+H₂O.所以得到的固體混合物D中含有Cu(OH)₂、Fe(OH)₂。在灼燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)：4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O="4" Fe(OH)_3.再發(fā)生分解反應(yīng)：Cu(OH)₂CuO+H₂O。2Fe(OH)₃Fe₂O₃+3H₂O。得到的固體產(chǎn)物F為CuO、Fe₂O₃。濾液C中NaCl、NaAlO₂、NaOH。經(jīng)過(guò)一系列處理得到金屬單質(zhì)E。由于金屬E與固體F某一成分發(fā)生的反應(yīng)可用于焊接鋼軌。所以E是Al。與Al反應(yīng)的固體混合物F中的成分是Fe₂O₃。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al +Fe₂O₃2Fe +Al₂O₃。（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SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O.（2）濾液A中鐵元素的存在形式只能為Fe²⁺，原因是Fe₂O₃與鹽酸反應(yīng)后生成的Fe³⁺與過(guò)量銅單質(zhì)反應(yīng)后，全部轉(zhuǎn)化為Fe²⁺。涉及的離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺="2Fe" ³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺= Cu²⁺+2Fe²⁺檢驗(yàn)濾液A中Fe²⁺的方法是向?yàn)V液A中加入硫氰化鉀溶液，無(wú)現(xiàn)象，再滴加幾滴新制氯水，溶液變?yōu)檠�紅色。檢驗(yàn)濾液A中Fe²⁺的試劑為硫氰化鉀溶液和新制氯水。（3）將濾液C中的鋁元素AlO₂^-以沉淀形式析出，應(yīng)該加入酸性物質(zhì)，但由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物，能被強(qiáng)酸溶解，所以可選用的最佳試劑為CO₂。選項(xiàng)為D。金屬Al與固體F成分Fe₂O₃發(fā)生的鋁熱反應(yīng)的方程式為2Al +Fe₂O₃2Fe +Al₂O₃。