Question

16．工业上用某矿渣（含有Cu₂O（主要）、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取铜的操作流程如图：
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SiO₂和Cu．
（2）反应Ⅰ完成后，铁元素的存在形式为Fe²⁺．（填离子符号）请写出生成该离子的离子方程式2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（3）沉淀B可用于制造铁红，为了保证铁红的质量则x的取值为3.2≤X＜4.0．
（4）书写出由沉淀C制备铝的化学方程式：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O、2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑．

Answer 1

分析 某矿渣（含有Cu₂O（主要）、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）与稀硫酸反应，Cu₂O与酸反应生成Cu和Cu²⁺，SiO₂与盐酸不反应，Al₂O₃与盐酸反应生成Al³⁺，Fe₂O₃与盐酸反应生成Fe³⁺，与Cu反应生成Fe²⁺，固体混合物A为SiO₂和Cu，滤液中含有Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺，加入足量的NaClO溶液，调节pH氧化Fe³⁺并使其以氢氧化物的形式沉淀，沉淀B为Fe（OH）₃，向滤液中加入NaOH溶液，调节pH沉淀Al³⁺并使其以氢氧化物的形式沉淀，沉淀C为Al（OH）₃，滤液主要含有Cu²⁺、Na⁺，经过电解可得纯铜，以此解答该题．

解答 解：（1）Cu₂O与酸反应生成Cu和Cu²⁺，SiO₂与盐酸不反应，固体混合物A为SiO₂和Cu；
故答案为：SiO₂和Cu；
（2）Cu₂O与酸反应生成Cu和Cu²⁺，Fe₂O₃与盐酸反应生成Fe³⁺，与Cu反应生成Fe²⁺：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，滤液中铁元素为Fe²⁺；
故答案为：Fe²⁺；2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）沉淀B为Fe（OH）₃，调节pH沉淀铁离子，不沉淀其他离子，根据表中数据可知3.2≤X＜4.0可满足；
故答案为：3.2≤X＜4.0；
（4）沉淀C为Al（OH）₃，灼烧得到氧化铝，电解熔融态的氧化铝可得铝，涉及的反应为：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑；
故答案为：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O、2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑．

点评 本题考查了物质的制备，涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解、等，理解工艺流程原理是解题的关键，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度不大．