Question

【题目】某铜矿石的主要成分是Cu2O，还含有少量的Al2O3、Fe2O3和SiO2。某学习小组模拟化工生产设计了如下流程制备精铜。

已知：Cu2O + 2 H＋ = Cu + Cu2＋ + H2 O

回答下列问题：

(1)实际生产中，常将铜矿石粉碎的目的是______________________________。

(2)滤渣1中含有较多的铜，提纯滤渣1时反应的离子方程式为_______________________________。

(3)滤液1中铁元素的存在形式为______________(填离子符号)，检验该离子的常用试剂为________________。

(4)写出加入铝粉时生成铜的化学方程式：______________________________。

(5)“电解”精炼过程中，粗铜与外接电源的___________极相连；阴极的电极反应式为__________________________________。

Answer 1

【答案】增大与酸的接触面积，提高金属元素的浸出率 SiO2+2OH- = SiO32- +H2O Fe2+ 氯水和硫氰化钾溶液 (或其他合理答案) 2Al+3CuO 3Cu+Al2O3 正 Cu2+ +2e- = Cu

【解析】

铜矿石的成分中含有Cu2O，还含有少量的Al2O3、Fe2O3和SiO2，加入足量稀盐酸并过滤，Cu2O溶于酸反应生成铜和铜盐，所以滤渣1为Cu、SiO2，滤液1中含有亚铁离子、铝离子和铜离子，加入足量氢氧化钠溶液过滤得到滤渣2为氢氧化铜、氢氧化铁，将滤渣2在空气中加热灼烧得到氧化铁和氧化铜，和铝发生铝热反应得到粗铜，含有铁杂质，粗铜精炼得到精铜，结合物质的性质分析解答。

(1)酸浸时将铜矿石粉碎，可增大与酸的接触面积，提高金属元素的浸出率；

(2) 滤渣1为Cu、SiO2，可用NaOH溶液溶解SiO2生成可溶于水的Na2SiO3，再过滤即可得到Cu，发生反应的离子方程式为SiO2+2OH- = SiO32- +H2O；

(3) Fe2O3溶解于稀盐酸生成Fe3+，Fe3+有较强氧化性，能氧化Cu生成Fe2+，故滤液1中铁元素的存在形式为Fe2+；检验Fe2+的方法是先滴加KSCN溶液不变红色，再滴加氯水，溶液变红色，即可证明溶液中含有Fe2+；

(4)在高温加热的条件下，铝粉和CuO发生铝热反应生成铜和氧化铝，发生反应的化学方程式为2Al+3CuO 3Cu+Al2O3；

(5)粗铜精炼是利用电解原理，粗铜与外接电源的正极相连，发生氧化反应，电解池的阴极是溶液中的Cu2+发生还原反应，电极反应式为Cu2+ +2e- = Cu。