Question

某矿渣的成分为Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下：

已知： ①Cu₂O +2 H+=Cu + Cu²⁺+H₂O

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

请回答下列问题：

（1）为了加快反应I的速率，可以采取的措施是                            (写2点)。

（2）固体混合物A中的成分是                              。

（3）反应I完成后，铁元素的存在形式为    (填离子符号)；写出生成该离子的离子方程式           。

（4）操作1主要包括：           、             、        。洗涤CuSO₄•5H₂O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是                                          。

（5）用惰性电极电解胆矾溶液一段时间，加人0．1 mol的Cu(OH)₂可恢复溶液原况(浓度、成分)，则电解时转移电子的物质的量为                             ．。

（6）用NaClO调pH，生成沉淀B的同时生成一种具有漂白作用的物质，该反应的离子方程式为           。

Answer

（1）适当升高温度；不断搅拌；将矿渣粉碎；适当增大硫酸的浓度等；

（2）SiO2、Cu

（3）Fe3+ 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+

（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失；

（5）0．4mol

（6）2Fe2++7ClO-+2H++5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+6HClO

【解析】

试题分析：（1）由于矿渣为固体，所以为了加快反应I的速率，可以采取的措施是浆固体粉碎。也可以适当升高反应的温度；或增大反应物H2SO4的浓度等措施。（2）SiO2是酸性氧化物，不能与酸发生反应；其它金属氧化物Cu2O、Al2O3、Fe2O3与硫酸发生反应：Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O；Al2O3+3H2SO4= Al2(SO4)3+3H2O；Fe2O3+3H2SO4= Fe2(SO4)3+3H2O； Fe2(SO4)3+Cu= CuSO4+ 2FeSO4。因此发生反应I后过滤出的固体混合物A中的成分是SiO2、Cu。（3）因为在矿渣中Fe元素的化合价为+3价，先发生复分解反应，得到Fe2(SO4)3,然后发生反应：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+。因此该完成后，铁元素的存在形式为+2价的Fe。即Fe2+。（4）从硫酸铜溶液中制取硫酸铜晶体的操作1主要包括： 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。洗涤CuSO4•5H2O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是CuSO4溶液溶解于水，而且温度越高，溶解度越大。若用冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失；（5）用惰性电极电解胆矾溶液电解反应方程式为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4．若加入0．1 mol的Cu(OH)2会发生反应：Cu(OH)2+H2SO4= CuSO4+2H2O 。产生0．1mol的CuSO4和0．2mol的水恢复原来的溶液。则根据电解方程式中的物质间的关系可知电子转移0．4mol。（6）NaClO有氧化性，Fe2+有还原性。所以用NaClO调节pH，生成沉淀B为Fe(OH)3，同时生成一种具有漂白作用的物质为HClO，该反应的离子方程式为2Fe2++7ClO-+2H++5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+6HClO

考点：考查影响化学反应速率的因素、分离混合物的方法、电化学法的应用金属氧化物与酸的反应的知识。