题目内容
【题目】某矿渣的成分为Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下：
已知：①Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表所示：
沉淀物 | Cu(OH)2 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 |
开始沉淀pH | 5.4 | 4.0 | 2.7 | 5.8 |
沉淀完全pH | 6.7 | 5.2 | 3.7 | 8.8 |
（1）为了加快反应Ⅰ的速率，可以采取的措施是____________ (写两条)。
（2）固体混合物A中的成分是________。
（3）反应Ⅰ完成后，铁元素的存在形式为________(填离子符号)；写出生成该离子的离子方程式____________。
（4）操作1主要包括：蒸发浓缩、冷却结晶、________。洗涤CuSO4·5H2O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是______________。
（5）用NaCl0调pH可以生成沉淀B，利用题中所给信息分析沉淀B为_______，该反应的离子方程式为______________．
【答案】适当升高温度；不断搅拌；将矿渣粉碎；适当增大硫酸的浓度等；SiO2、CuFe2+2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+过滤；冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失；2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4H+
【解析】
（1）由于矿渣为固体，所以为了加快反应Ⅰ的速率，可以采取的措施是将固体粉碎；也可以适当升高反应的温度；或增大反应物H2SO4的浓度等措施；（2）SiO2是酸性氧化物，不能与酸发生反应，Cu2O在酸性条件下发生自身氧化还原反应，反应的离子方程式为：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；溶液中发生了反应：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，溶液中铁元素的存在形式为Fe2+；洗涤CuSO45H2O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤，原因是CuSO4溶液溶解于水，而且温度越高，溶解度越大．若用冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失；用NaClO调节pH时，反应生成Fe(OH)3沉淀和具有漂白作用的HClO。
（1）由于矿渣为固体，所以为了加快反应I的速率，可以采取的措施是将固体粉碎，也可以适当升高反应的温度，或增大反应物H2SO4的浓度等措施。（2）SiO2是酸性氧化物，不能与酸发生反应；其它金属氧化物Cu2O、Al2O3、Fe2O3与硫酸发生反应：Cu2O+H2SO4=Cu+
CuSO4+H2O、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Cu=CuSO4+ 2FeSO4，因此发生反应I后过滤出的固体混合物A中的成分是SiO2和Cu。（3）因为在矿渣中Fe元素的化合价为+3价，先与酸发生复分解反应得到Fe2(SO4)3, Fe2(SO4)3与Cu发生反应：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，铁元素的存在形式为Fe2+。（4）从硫酸铜溶液中制取硫酸铜晶体的操作1主要包括：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；洗涤五水硫酸铜晶体粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤的原因是CuSO4溶液溶解于水，而且温度越高，溶解度越大，若用冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失；（5）NaClO具有氧化性，Fe2+具有还原性，用NaClO调节pH时，反应生成Fe(OH)3沉淀和具有漂白作用的HClO，反应的离子方程式为2Fe2++7ClO-+2H++5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+6HClO。
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