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

沉淀物	Cu（OH）2	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2
开始沉淀pH	5.4	4.0	1.1	5.8
沉淀完全pH	6.7	5.2	3.2	8.8

（1）固体混合物A中的成分是

 

．
（2）反应Ⅰ完成后，铁元素的存在形式为

 

．（填离子符号）请写出生成该离子的离子方程式

 

．
（3）x、y对应的数值范围分别是

 

、

 

．
（4）下列关于NaClO调pH的说法正确的是

 

．
a．加入NaClO可使溶液的pH降低
b．NaClO能调节pH的主要原因是由于发生反应ClO^-+H⁺═HClO，ClO^-消耗H⁺，从而达到调节pH的目的
c．NaClO能调节pH的主要原因是由于NaClO水解ClO^-+H₂O═HClO+OH^-，OH^-消耗H⁺，从而达到调节pH的目的
（5）用NaClO调pH，写出氯气制取漂白液的离子方程式：

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：矿渣加入稀硫酸氧化亚铜、氧化铝、氧化铁溶解，二氧化硅不溶所以固体混合物是不溶于稀硫酸的物质，根据反应：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，得出A的成分是SiO₂、Cu；由于单质铜存在，铁元素以Fe²⁺形式存在，反应方程式：2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，滤液中主要是Al³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，加入NaClO具有氧化性，氧化亚铁离子为铁离子，同时调节溶液PH使铁离子、铝离子沉淀完全，根据氢氧化铁和氢氧化铝开始沉淀和沉淀结束的PH关系，x范围是：3.2≤pH＜4.0，目的是沉淀氢氧化铁；y范围是：5.2≤pH＜5.4，沉淀氢氧化铝；最后得到氯化铜、硫酸铜溶液，电解法获取Cu时，阴极发生还原反应：Cu²⁺+2e^-=Cu；阳极发生氧化反应：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；次氯酸钠中的次氯酸根结合溶液中的氢离子，PH升高；NaClO能调节pH的主要原因是由于发生反应ClO^-+H⁺?HClO，ClO^-消耗H⁺，从而达到调节pH的目的；溶液显示酸性，次氯酸是弱酸，次氯酸根结合酸溶液中的氢离子；生成一种具有漂白作用的物质是次氯酸．
（1）固体混合物是不溶于稀硫酸的物质，根据反应：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，得出A的成分是SiO₂、Cu；
（2）由于单质铜存在，铁元素以Fe²⁺形式存在，反应方程式：2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（3）根据氢氧化铁和氢氧化铝开始沉淀和沉淀结束的PH关系，x范围是：3.2≤pH＜4.0，目的是沉淀氢氧化铁；y范围是：5.2≤pH＜5.4，沉淀氢氧化铝；
（4）电解法获取Cu时，阴极发生还原反应：Cu²⁺+2e^-=Cu；阳极发生氧化反应：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（5）a、次氯酸钠中的次氯酸根结合溶液中的氢离子，PH升高；
b、NaClO能调节pH的主要原因是由于发生反应ClO^-+H⁺?HClO，ClO^-消耗H⁺，从而达到调节pH的目的；
c、溶液显示酸性，次氯酸是弱酸，次氯酸根结合酸溶液中的氢离子；
（6）氯气与NaOH溶液反应制备漂白液．

解答： 解：（1）加入硫酸发生了反应：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，故固体A的成分是二氧化硅和铜，故答案为：SiO₂、Cu；
（2）由于发生了反应，2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，溶液中铁元素的存在形式为：Fe²⁺，故答案为：Fe²⁺；2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺
（3）调节PH=x，目的是生成沉淀氢氧化铁，PH应该大于3.2，小于4.0；调节PH=y，生成沉淀氢氧化铝，PH需要大于5.2，小于5.4；
故答案为：3.2≤pH＜4.0；5.2≤pH＜5.4；
（4）电解法获取Cu时，阴极铜离子得到电子，反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu；阳极发生氧化反应，2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu；2Cl^--2e^-=Cl₂↑
（5）a、加入NaClO可使溶液的pH会升高，因为次氯酸根消耗了溶液中的氢离子，故a错误；
b、由于NaClO能调节pH的主要原因是由于发生反应ClO^-+H⁺?HClO，ClO^-消耗H⁺，故b正确；
c、次氯酸钠调节溶液的PH，不是水解，是次氯酸根结合溶液中的氢离子，氢离子浓度下降，PH升高，故c错误；
故选b；
（6）氯气与NaOH溶液反应制备漂白液，则离子反应为Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案为：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O．

点评：本题考查了利用矿渣提取铜的操作，为高频考点，涉及的内容较多，难度中等，需要充分利用所学知识及题中信息．