Question

13．某化学兴趣小组利用废弃铝矿（含CuO、Al₂O₃及SiO₂），模拟工业上提取铝的工艺，设计如图所示的简单操作流程：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	AlOH）3
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：
（1）滤渣主要成分的化学式为Cu、Fe、SiO₂．
（2）灼烧Al（OH）₃时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有坩埚（填仪器名称）．
（3）溶液Y中要加入稍过量原料A，原料A的化学式是NH₃•H₂O．
（4）操作流程中③的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（5）铝电池性能优越，Al-Ag₂O电池可用作水下动力电源，其原理如下图所示：

请写出该电池正极反应式Ag₂O+2e^-+H₂O=2Ag+2OH^-．

Answer 1

分析 该工艺流程原理为：氧化铜铝矿加入工业废酸，溶解氧化铜、氧化铝，加入过量铁粉，除去溶液中铜离子，过滤，滤渣中主要为Cu、Fe、SiO₂等，滤液X中含有铝离子、亚铁离子，再加入过氧化氢，将亚铁离子氧化为铁离子，通过调节PH值，使铁离子转化为氢氧化铁而除去，溶液Y含有铝离子等，加入氨水，将铝离子转化为氢氧化铝沉淀，加热分解得氧化铝，电解氧化铝生成金属铝，溶液Z主要含有硫酸铵，据此答题；

解答 解：该工艺流程原理为：氧化铜铝矿加入工业废酸，溶解氧化铜、氧化铝，加入过量铁粉，除去溶液中铜离子，过滤，滤渣中主要为Cu、Fe等，滤液X中含有铝离子、亚铁离子，再加入过氧化氢，将亚铁离子氧化为铁离子，通过调节PH值，使铁离子转化为氢氧化铁而除去，溶液Y含有铝离子等，加入氨水，将铝离子转化为氢氧化铝沉淀，加热分解得氧化铝，电解氧化铝生成金属铝，溶液Z主要含有硫酸铵，
（1）根据上面的分析可知，滤渣主要成分的化学式为Cu、Fe、SiO₂，
故答案为：Cu、Fe、SiO₂；
（2）灼烧固体用到的硅酸盐质的仪器有玻璃棒、酒精灯、泥三角、坩埚，
故答案 为：坩埚；
（3）根据上面的分析可知，原料A为NH₃•H₂O，
故答案为：NH₃•H₂O；
（4）操作流程中③是双氧水将亚铁离子氧化成铁郭，反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（5）Al-Ag₂O电池中，Al作负极，Ag₂O作正极，Ag₂O在正极发生还原反应生成银，在碱性电解质中，电极反应式为Ag₂O+2e^-+H₂O=2Ag+2OH^-，
故答案为：Ag₂O+2e^-+H₂O=2Ag+2OH^-．

点评 本题以冶炼铝为载体，考查学生对工艺流程的理解、对操作的分析评价、盐类水解、原电池、电解池等，理解工艺流程是关键，是对所学知识的综合考查，难度中等．