Question

工业上用某矿渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取铜的操作流程如下：

已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O
（1）固体混合物B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为            。
（2）滤液A中铁元素的存在形式只能为Fe²⁺，理由是               
               。涉及的离子方程式为                   、
                （不必书写Cu₂O与盐酸的反应）。检验滤液A中Fe²⁺的试剂为            （填试剂名称）。
（3）将滤液C中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最佳试剂为  __ （填序号）。

A．氢氧化钠溶液

B．硫酸溶液

C．氨水

D．二氧化碳

金属E与固体F某一成分发生的反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程为            。

Answer 1

（1）SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O
（2）Fe₂O₃与盐酸反应后生成的Fe³⁺与过量铜单质反应后，全部转化为Fe²⁺。
Fe₂O₃+6H⁺="2Fe" ³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺= Cu²⁺+2Fe²⁺  硫氰化钾溶液和新制氯水
（3）D 2Al +Fe₂O₃2Fe +Al₂O₃

试题分析：向含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂的矿渣中加入HCl时发生反应：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O；Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O。Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O。2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂.SiO₂与HCl不能发生反应。因此反应产生的Cu和SiO₂被过滤除去。固体B的成分为Cu和SiO₂。当加入NaOH溶液时发生反应：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O.滤液A中含有CuCl₂、AlCl₃、FeCl₂、HCl。当向其中加入足量的NaOH溶液时发生反应：CuCl₂+2NaOH=Cu(OH)₂↓+2NaCl; AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+ 3NaCl+ 2H₂O; FeCl₂+3NaOH=Fe(OH)₂↓+2NaCl;HCl+NaOH=NaCl+H₂O.所以得到的固体混合物D中含有Cu(OH)₂、Fe(OH)₂。在灼烧时发生反应：4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O="4" Fe(OH)_3.再发生分解反应：Cu(OH)₂CuO+H₂O。2Fe(OH)₃Fe₂O₃+3H₂O。得到的固体产物F为CuO、Fe₂O₃。滤液C中NaCl、NaAlO₂、NaOH。经过一系列处理得到金属单质E。由于金属E与固体F某一成分发生的反应可用于焊接钢轨。所以E是Al。与Al反应的固体混合物F中的成分是Fe₂O₃。反应的化学方程式为：2Al +Fe₂O₃2Fe +Al₂O₃。（1）固体混合物B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O.（2）滤液A中铁元素的存在形式只能为Fe²⁺，原因是Fe₂O₃与盐酸反应后生成的Fe³⁺与过量铜单质反应后，全部转化为Fe²⁺。涉及的离子方程式为Fe₂O₃+6H⁺="2Fe" ³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺= Cu²⁺+2Fe²⁺检验滤液A中Fe²⁺的方法是向滤液A中加入硫氰化钾溶液，无现象，再滴加几滴新制氯水，溶液变为血红色。检验滤液A中Fe²⁺的试剂为硫氰化钾溶液和新制氯水。（3）将滤液C中的铝元素AlO₂^-以沉淀形式析出，应该加入酸性物质，但由于氢氧化铝是两性氢氧化物，能被强酸溶解，所以可选用的最佳试剂为CO₂。选项为D。金属Al与固体F成分Fe₂O₃发生的铝热反应的方程式为2Al +Fe₂O₃2Fe +Al₂O₃。