Question

某矿石可看作由Cu₂O、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成．实验室模拟其组合利用的流程如图：已知：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O
（1）若滤渣I为混合物，则滤渣I、II都含有的成分是

 

（填名称），溶液I中铁元素的化合价为

 

，写出生成离子的氧化还原反应的化学方程式：

 

；
（2）向溶液II中鼓入空气并充分搅拌的目的是

 

；
（3）在工业生产中，向溶液III中同入过量CO₂而不加入盐酸的原因是

 

若向溶液III中直接加入过量的盐酸，写出反应的离子方程式

 

；
（4）写出以Al（OH）₃为原料由两步反应制取金属铝的化学方程式：

 

；
（5）由溶液IV制取无水FeCl₃的实验步骤有：a．冷却结晶 b．蒸发浓缩 c．在干燥氯化氢气流中加热 d．过滤以上实验步骤的正确顺序为

 

．

Answer 1

考点：铁的氧化物和氢氧化物,镁、铝的重要化合物,铜金属及其重要化合物的主要性质

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）滤渣I是不溶于稀盐酸的混合物，根据反应：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，得出滤渣I的成分是二氧化硅和铜；
发生反应，2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，溶液中铁元素的存在形式为：Fe²⁺；
铜离子与铁屑反应生成铜，铁屑有剩余；
（2）鼓入空气充分搅拌是为了使氢氧化亚铁氧转化为氢氧化铁；
（3）向溶液III中同入过量CO₂而不加入盐酸的原因是避免盐酸过量使氢氧化铝溶解；
向溶液III中直接加入过量的盐酸，偏铝酸钠和盐酸反应生成氯化铝和水；
（4）氢氧化铝灼烧生成氧化铝，电解氧化铝得到金属铝；
（5）FeCl₃溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥得到FeCl₃?6H₂O晶体，FeCl₃?6H₂O晶体在干燥氯化氢气流中加热得到无水FeCl₃．

解答： 解：（1）加入盐酸发生了反应：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，故滤渣I的成分是二氧化硅和铜；
铜离子与铁屑反应生成铜，Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺，铁屑有剩余，故滤渣II的成分是铁和铜；
由于发生了反应，2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，溶液中铁元素的存在形式为：Fe²⁺，化合价为+2，
故答案为：二氧化硅和铜、铁和铜；+2；Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺、Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺； 
（2）鼓入空气充分搅拌是为了使氢氧化亚铁氧转化为氢氧化铁，
故答案为：使氢氧化亚铁氧转化为氢氧化铁；
（3）向溶液III中同入过量CO₂而不加入盐酸的原因是避免盐酸过量使氢氧化铝溶解；
向溶液III中直接加入过量的盐酸，偏铝酸钠和盐酸反应生成氯化铝和水，离子方程式为：AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O；
故答案为：避免盐酸过量使氢氧化铝溶解；AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O；
（4）氢氧化铝灼烧生成氧化铝，化学方程式为：2Al（OH）₃

灼烧  .

Al₂O₃+3H₂O；
电解氧化铝得到金属铝；化学方程式为：2Al₂O₃

电解  .

6Al+3O₂↑；
故答案为：2Al（OH）₃

灼烧  .

Al₂O₃+3H₂O、2Al₂O₃

电解  .

6Al+3O₂↑；
（5）FeCl₃溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥得到FeCl₃?6H₂O晶体，FeCl₃?6H₂O晶体在干燥氯化氢气流中加热得到无水FeCl₃；
故实验步骤的正确顺序为badc，
故答案为：badc．

点评：本题考查物质制备过程分析判断，物质性质的理解应用，化学方程式和离子方程式书写等知识，难度较大．要注意实验的设计与评价．