Question

工業上用某礦渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取銅的操作流程如下：

已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O
（1）固體混合物B與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為            。
（2）濾液A中鐵元素的存在形式只能為Fe²⁺，理由是               
               。涉及的離子方程式為                   、
                （不必書寫Cu₂O與鹽酸的反應）。檢驗濾液A中Fe²⁺的試劑為            （填試劑名稱）。
（3）將濾液C中的鋁元素以沉淀形式析出，可選用的最佳試劑為  __ （填序號）。

A．氫氧化鈉溶液

B．硫酸溶液

C．氨水

D．二氧化碳

金屬E與固體F某一成分發生的反應可用于焊接鋼軌，該反應的化學方程為            。

Answer 1

（1）SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O
（2）Fe₂O₃與鹽酸反應后生成的Fe³⁺與過量銅單質反應后，全部轉化為Fe²⁺。
Fe₂O₃+6H⁺="2Fe" ³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺= Cu²⁺+2Fe²⁺  硫氰化鉀溶液和新制氯水
（3）D 2Al +Fe₂O₃2Fe +Al₂O₃

解析試題分析：向含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂的礦渣中加入HCl時發生反應：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O；Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O。Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O。2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂.SiO₂與HCl不能發生反應。因此反應產生的Cu和SiO₂被過濾除去。固體B的成分為Cu和SiO₂。當加入NaOH溶液時發生反應：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O.濾液A中含有CuCl₂、AlCl₃、FeCl₂、HCl。當向其中加入足量的NaOH溶液時發生反應：CuCl₂+2NaOH=Cu(OH)₂↓+2NaCl; AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+ 3NaCl+ 2H₂O; FeCl₂+3NaOH=Fe(OH)₂↓+2NaCl;HCl+NaOH=NaCl+H₂O.所以得到的固體混合物D中含有Cu(OH)₂、Fe(OH)₂。在灼燒時發生反應：4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O="4" Fe(OH)_3.再發生分解反應：Cu(OH)₂CuO+H₂O。2Fe(OH)₃Fe₂O₃+3H₂O。得到的固體產物F為CuO、Fe₂O₃。濾液C中NaCl、NaAlO₂、NaOH。經過一系列處理得到金屬單質E。由于金屬E與固體F某一成分發生的反應可用于焊接鋼軌。所以E是Al。與Al反應的固體混合物F中的成分是Fe₂O₃。反應的化學方程式為：2Al +Fe₂O₃2Fe +Al₂O₃。（1）固體混合物B與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O.（2）濾液A中鐵元素的存在形式只能為Fe²⁺，原因是Fe₂O₃與鹽酸反應后生成的Fe³⁺與過量銅單質反應后，全部轉化為Fe²⁺。涉及的離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺="2Fe" ³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺= Cu²⁺+2Fe²⁺檢驗濾液A中Fe²⁺的方法是向濾液A中加入硫氰化鉀溶液，無現象，再滴加幾滴新制氯水，溶液變為血紅色。檢驗濾液A中Fe²⁺的試劑為硫氰化鉀溶液和新制氯水。（3）將濾液C中的鋁元素AlO₂^-以沉淀形式析出，應該加入酸性物質，但由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物，能被強酸溶解，所以可選用的最佳試劑為CO₂。選項為D。金屬Al與固體F成分Fe₂O₃發生的鋁熱反應的方程式為2Al +Fe₂O₃2Fe +Al₂O₃。
考點：考查物質的推斷、離子的檢驗、試劑的選擇、化學方程式、離子方程式的書寫等知識。