Question

15．工業上用某礦渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取銅的操作流程如圖：

已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O

沉淀物	Cu（OH）2	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2
開始沉淀pH	5.4	4.0	1.1	5.8
沉淀完全pH	6.7	5.2	3.2	8.8

（1）固體混合物A中的成分是SiO₂、Cu．
（2）反應Ⅰ完成后，鐵元素的存在形式為Fe²⁺（填離子符號）請寫出生成該離子的離子方程式2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺．
（3）x、y對應的數值范圍分別是3.2≤pH＜4.0、5.2≤pH＜5.4．
（4）電解法獲取Cu時，陰極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，陽極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑．
（5）下列關于NaClO調pH的說法正確的是b．
a．加入NaClO可使溶液的pH降低
b．NaClO能調節pH的主要原因是由于發生反應ClO^-+H⁺═HClO，ClO^-消耗H⁺，從而達到調節pH的目的
c．NaClO能調節pH的主要原因是由于NaClO水解ClO^-+H₂O═HClO+OH^-，OH^-消耗H⁺，從而達到調節pH的目的
（6）用NaClO調pH，生成沉淀B的同時生成一種具有漂白作用的物質，該反應的離子方程式為5ClO^-+2Fe²⁺+5H₂O=2Fe（OH）₃+Cl^-+4HClO．

Answer 1

分析 工業上用某礦渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取銅，礦渣加入稀硫酸溶解，Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O，Al₂O₃、Fe₂O₃和硫酸反應生成硫酸鋁和硫酸亞鐵，二氧化硅不反應，過濾得到固體混合物A為二氧化硅和銅，濾液中加入次氯酸鈉氧化亞鐵離子為鐵離子，調節溶液PH3.2≤pH＜4.0鐵離子全部沉淀，過濾后的濾液中加入氫氧化鈉調節溶液PH沉淀鋁離子，過濾得到濾液電解得到金屬銅，
（1）固體混合物是不溶于稀硫酸的物質，根據反應：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，得出A的成分是SiO₂、Cu；
（2）由于單質銅存在，鐵元素以Fe²⁺形式存在，反應方程式：2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（3）根據氫氧化鐵和氫氧化鋁開始沉淀和沉淀結束的PH關系，x范圍是：3.2≤pH＜4.0，目的是沉淀氫氧化鐵；y范圍是：5.2≤pH＜5.4，沉淀氫氧化鋁；
（4）電解法獲取Cu時，陰極發生還原反應：Cu²⁺+2e^-=Cu；陽極發生氧化反應：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（5）a、次氯酸鈉中的次氯酸根結合溶液中的氫離子，PH升高；
b、NaClO能調節pH的主要原因是由于發生反應ClO^-+H⁺?HClO，ClO^-消耗H⁺，從而達到調節pH的目的；
c、溶液顯示酸性，次氯酸是弱酸，次氯酸根結合酸溶液中的氫離子；
（6）生成一種具有漂白作用的物質是次氯酸．

解答 解：（1）加入硫酸發生了反應：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，故固體A的成分是二氧化硅和銅，
故答案為：SiO₂、Cu；
（2）由于發生了反應，2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，溶液中鐵元素的存在形式為：Fe²⁺；
故答案為：Fe²⁺；2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（3）調節PH=x，目的是生成沉淀氫氧化鐵，PH應該大于3.2，小于4.0；調節PH=y，生成沉淀氫氧化鋁，PH需要大于5.2，小于5.4；
故答案為：3.2≤pH＜4.0；5.2≤pH＜5.4；
（4）電解法獲取Cu時，陰極銅離子得到電子，反應為：Cu²⁺+2e^-=Cu；陽極發生氧化反應，2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（5）a、加入NaClO可使溶液的pH會升高，因為次氯酸根消耗了溶液中的氫離子，故a錯誤；
b、由于NaClO能調節pH的主要原因是由于發生反應ClO^-+H⁺?HClO，ClO^-消耗H⁺，故b正確；
c、次氯酸鈉調節溶液的PH，不是水解，是次氯酸根結合溶液中的氫離子，氫離子濃度下降，PH升高，故c錯誤；
故答案為：b；
（6）用NaClO調pH，生成沉淀B的同時生成一種具有漂白作用的物質，該反應的離子方程式是：5ClO^-+2Fe²⁺+5H₂O=2Fe（OH）₃+Cl^-+4HClO；
故答案為：5ClO^-+2Fe²⁺+5H₂O=2Fe（OH）₃+Cl^-+4HClO．

點評 本題考查了利用礦渣提取銅的操作，涉及的內容較多，題目難度中等，需要充分利用所學知識及題中信息．