Question

18．某銅礦石的主要成分是Cu₂O，還含有少量的A1₂O₃、Fe₂O₃和SiO₂．某工廠利用此礦石煉制精銅的工藝流程如圖所示（已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O）．

（1）濾液A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Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，檢驗濾液A中存在該離子的試劑為硫氰化鉀溶液和氯水（填試劑名稱）．
（2）金屬E與固體F發生的某一反應可用于焊接鋼軌，該反應的化學方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，在實驗室中完成此實驗還需要的試劑是ac．
a．KClO₃    b．KCl    c．Mg  d．MnO₂
（3）為使固體混合物D在空氣中灼燒完全分解，應灼燒，冷卻至室溫后稱重，重復多次，直至連續兩次測定的實驗結果相同（或質量相差小于0.1g）時為止；灼燒時必須用到的實驗儀器是坩堝．
（4）溶液G與固體混合物B反應的離子反應方程式為SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O．
（5）將Na₂CO₃溶液滴入到一定量的CuCl₂溶液中，得到氯化鈉、二氧化碳和一種綠色的不溶于水的鹽（不含結晶水），該鹽受熱分解產生三種氧化物，則其化學式是Cu₂（OH）₂CO₃或Cu（OH）₂•CuCO₃．

Answer 1

分析 某銅礦石的成分中含有Cu₂O，還含有少量的Al₂O₃、Fe₂0₃和Si0₂，加入足量稀硫酸過濾，Cu₂O溶于酸反應生成銅和銅鹽，所以固體混合物B為Cu、Si0₂，濾液A中為亞鐵離子、鋁離子和銅離子，加入足量氫氧化鈉溶液過濾得到固體混合物D為氫氧化銅、氫氧化鐵，濾液為C為AlO₂^-離子，通入二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解得到氧化鋁，電解熔融氧化鋁得到金屬E為Al，固體混合物D空氣中加熱灼燒得到氧化鐵和氧化銅，和鋁發生鋁熱反應得到粗銅，含有鐵雜質，粗銅精煉得到精銅；固體混合物B中加足量的G為NaOH溶液，過濾，濾渣為Cu，濾液為硅酸鈉溶液；結合物質的性質分析解答．

解答 解：某銅礦石的成分中含有Cu₂O，還含有少量的Al₂O₃、Fe₂0₃和Si0₂，加入足量稀硫酸過濾，Cu₂O溶于酸反應生成銅和銅鹽，所以固體混合物B為Cu、Si0₂，濾液A中為亞鐵離子、鋁離子和銅離子，加入足量氫氧化鈉溶液過濾得到固體混合物D為氫氧化銅、氫氧化鐵，濾液為C為AlO₂^-離子，通入二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解得到氧化鋁，電解熔融氧化鋁得到金屬E為Al，固體混合物D空氣中加熱灼燒得到氧化鐵和氧化銅，和鋁發生鋁熱反應得到粗銅，含有鐵雜質，粗銅精煉得到精銅；固體混合物B中加足量的G為NaOH溶液，過濾，濾渣為Cu，濾液為硅酸鈉溶液，
（1）Cu₂O溶于酸反應生成銅和銅鹽，銅和鐵離子反應生成亞鐵離子，所以濾液A中為亞鐵離子，生成離子的離子方程式為：Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，檢驗亞鐵離子方法為：先加KSCN溶液，若不變色，再加氯水，變紅色，說明含有亞鐵離子；
故答案為：Fe²⁺，Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，硫氰化鉀溶液和氯水；
（2）金屬E與固體F發生的某一反應可用于焊接鋼軌，是金屬Al與氧化鐵和氧化銅發生置換反應生成金屬單質，該反應的化學方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，在實驗室中完成此實驗還需要的試劑是引發劑氯酸鉀和鎂條，鎂條點燃后引發氯酸鉀分解生成氧氣促進燃燒反應進行放出大量的熱量，選ac，
故答案為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，ac；
（3）固體混合物D空氣中加熱灼燒得到氧化鐵和氧化銅，冷卻至室溫后稱重，重復多次，直至連續兩次測定的實驗結果相同或質量相差小于0.1g，灼燒時必須用到的實驗儀器是坩堝中加熱灼燒，
故答案為：灼燒，冷卻至室溫后稱重，重復多次，坩堝；
（4）溶液G為氫氧化鈉溶液與固體混合物B為Cu、Si0₂ ，其中二氧化硅是酸性氧化物和氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉和水，反應的離子反應方程式為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，
故答案為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（5）將Na₂CO₃溶液滴入到一定量的CuCl₂溶液中，得到氯化鈉、二氧化碳和一種綠色的不溶于水的鹽（不含結晶水），Cu²⁺和CO₃^2-生成CuCO₃沉淀，離子方程式為：Cu²⁺+CO₃^2-=CuCO₃↓；Cu²⁺和CO₃^2-和水發生雙水解反應生成Cu（OH）₂沉淀和二氧化碳，離子方程式為：Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑；若生成Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物生成堿式鹽，說明二者溶解度相近，既生成氫氧化銅也生成碳酸銅；該鹽受熱分解產生三種氧化物，則其化學式是Cu₂（OH）₂CO₃或Cu（OH）_2•CuCO₃ ，
故答案為：Cu₂（OH）₂CO₃或Cu（OH）₂•CuCO₃；

點評 本題考查了分離提純的方法和基本操作的綜合應用，題目涉及銅的單質及其化合物的性質及轉化、離子檢驗、化學方程式、氧化還原滴定等，涉及范圍較廣，綜合性較強，題目難度中等，側重于考查學生的分析能力和計算能力．