Question

15．工業(yè)上用某礦渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取銅的操作流程如圖：

已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O

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

（1）固體混合物A中的成分是SiO₂、Cu．
（2）反應(yīng)Ⅰ完成后，鐵元素的存在形式為Fe²⁺（填離子符號(hào)）請(qǐng)寫出生成該離子的離子方程式2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺．
（3）x、y對(duì)應(yīng)的數(shù)值范圍分別是3.2≤pH＜4.0、5.2≤pH＜5.4．
（4）電解法獲取Cu時(shí)，陰極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu，陽極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑．
（5）下列關(guān)于NaClO調(diào)pH的說法正確的是b．
a．加入NaClO可使溶液的pH降低
b．NaClO能調(diào)節(jié)pH的主要原因是由于發(fā)生反應(yīng)ClO^-+H⁺═HClO，ClO^-消耗H⁺，從而達(dá)到調(diào)節(jié)pH的目的
c．NaClO能調(diào)節(jié)pH的主要原因是由于NaClO水解ClO^-+H₂O═HClO+OH^-，OH^-消耗H⁺，從而達(dá)到調(diào)節(jié)pH的目的
（6）用NaClO調(diào)pH，生成沉淀B的同時(shí)生成一種具有漂白作用的物質(zhì)，該反應(yīng)的離子方程式為5ClO^-+2Fe²⁺+5H₂O=2Fe（OH）₃+Cl^-+4HClO．

Answer 1

分析 工業(yè)上用某礦渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取銅，礦渣加入稀硫酸溶解，Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O，Al₂O₃、Fe₂O₃和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和硫酸亞鐵，二氧化硅不反應(yīng)，過濾得到固體混合物A為二氧化硅和銅，濾液中加入次氯酸鈉氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH3.2≤pH＜4.0鐵離子全部沉淀，過濾后的濾液中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鋁離子，過濾得到濾液電解得到金屬銅，
（1）固體混合物是不溶于稀硫酸的物質(zhì)，根據(jù)反應(yīng)：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，得出A的成分是SiO₂、Cu；
（2）由于單質(zhì)銅存在，鐵元素以Fe²⁺形式存在，反應(yīng)方程式：2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（3）根據(jù)氫氧化鐵和氫氧化鋁開始沉淀和沉淀結(jié)束的PH關(guān)系，x范圍是：3.2≤pH＜4.0，目的是沉淀氫氧化鐵；y范圍是：5.2≤pH＜5.4，沉淀氫氧化鋁；
（4）電解法獲取Cu時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：Cu²⁺+2e^-=Cu；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（5）a、次氯酸鈉中的次氯酸根結(jié)合溶液中的氫離子，PH升高；
b、NaClO能調(diào)節(jié)pH的主要原因是由于發(fā)生反應(yīng)ClO^-+H⁺?HClO，ClO^-消耗H⁺，從而達(dá)到調(diào)節(jié)pH的目的；
c、溶液顯示酸性，次氯酸是弱酸，次氯酸根結(jié)合酸溶液中的氫離子；
（6）生成一種具有漂白作用的物質(zhì)是次氯酸．

解答 解：（1）加入硫酸發(fā)生了反應(yīng)：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，故固體A的成分是二氧化硅和銅，
故答案為：SiO₂、Cu；
（2）由于發(fā)生了反應(yīng)，2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，溶液中鐵元素的存在形式為：Fe²⁺；
故答案為：Fe²⁺；2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（3）調(diào)節(jié)PH=x，目的是生成沉淀氫氧化鐵，PH應(yīng)該大于3.2，小于4.0；調(diào)節(jié)PH=y，生成沉淀氫氧化鋁，PH需要大于5.2，小于5.4；
故答案為：3.2≤pH＜4.0；5.2≤pH＜5.4；
（4）電解法獲取Cu時(shí)，陰極銅離子得到電子，反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（5）a、加入NaClO可使溶液的pH會(huì)升高，因?yàn)榇温人岣�消耗了溶液中的氫離子，故a錯(cuò)誤；
b、由于NaClO能調(diào)節(jié)pH的主要原因是由于發(fā)生反應(yīng)ClO^-+H⁺?HClO，ClO^-消耗H⁺，故b正確；
c、次氯酸鈉調(diào)節(jié)溶液的PH，不是水解，是次氯酸根結(jié)合溶液中的氫離子，氫離子濃度下降，PH升高，故c錯(cuò)誤；
故答案為：b；
（6）用NaClO調(diào)pH，生成沉淀B的同時(shí)生成一種具有漂白作用的物質(zhì)，該反應(yīng)的離子方程式是：5ClO^-+2Fe²⁺+5H₂O=2Fe（OH）₃+Cl^-+4HClO；
故答案為：5ClO^-+2Fe²⁺+5H₂O=2Fe（OH）₃+Cl^-+4HClO．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了利用礦渣提取銅的操作，涉及的內(nèi)容較多，題目難度中等，需要充分利用所學(xué)知識(shí)及題中信息．