Question

工业上用某矿渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取铜的操作流程如下：

已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O

（1）固体混合物B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为           。

（2）滤液A中铁元素的存在形式只能为Fe²⁺，理由是               

                。涉及的离子方程式为                    、

                 （不必书写Cu₂O与盐酸的反应）。检验滤液A中Fe²⁺的试剂为             （填试剂名称）。

（3）将滤液C中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最佳试剂为  __ （填序号）。

A.氢氧化钠溶液     B.硫酸溶液       C.氨水     D.二氧化碳

金属E与固体F某一成分发生的反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程为             。

Answer

（1）SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

（2）Fe2O3与盐酸反应后生成的Fe3+与过量铜单质反应后，全部转化为Fe2+。

Fe2O3+6H+=2Fe 3++3H2O；Cu+2Fe3+= Cu2++2Fe2+ 硫氰化钾溶液和新制氯水

（3）D 2Al +Fe2O32Fe +Al2O3

【解析】

试题分析：向含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2的矿渣中加入HCl时发生反应：Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O；Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O。Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2.SiO2与HCl不能发生反应。因此反应产生的Cu和SiO2被过滤除去。固体B的成分为Cu和SiO2。当加入NaOH溶液时发生反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O.滤液A中含有CuCl2、AlCl3、FeCl2、HCl。当向其中加入足量的NaOH溶液时发生反应：CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl; AlCl3+4NaOH=NaAlO2+ 3NaCl+ 2H2O; FeCl2+3NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl;HCl+NaOH=NaCl+H2O.所以得到的固体混合物D中含有Cu(OH)2、Fe(OH)2。在灼烧时发生反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3.再发生分解反应：Cu(OH)2CuO+H2O。2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。得到的固体产物F为CuO、Fe2O3。滤液C中NaCl、NaAlO2、NaOH。经过一系列处理得到金属单质E。由于金属E与固体F某一成分发生的反应可用于焊接钢轨。所以E是Al。与Al反应的固体混合物F中的成分是Fe2O3。反应的化学方程式为：2Al +Fe2O32Fe +Al2O3。（1）固体混合物B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O. （2）滤液A中铁元素的存在形式只能为Fe2+，原因是Fe2O3与盐酸反应后生成的Fe3+与过量铜单质反应后，全部转化为Fe2+。涉及的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe 3++3H2O；Cu+2Fe3+= Cu2++2Fe2+检验滤液A中Fe2+的方法是向滤液A中加入硫氰化钾溶液，无现象，再滴加几滴新制氯水，溶液变为血红色。检验滤液A中Fe2+的试剂为硫氰化钾溶液和新制氯水。（3）将滤液C中的铝元素AlO2-以沉淀形式析出，应该加入酸性物质，但由于氢氧化铝是两性氢氧化物，能被强酸溶解，所以可选用的最佳试剂为CO2。选项为D。金属Al与固体F成分Fe2O3发生的铝热反应的方程式为2Al +Fe2O32Fe +Al2O3。

考点：考查物质的推断、离子的检验、试剂的选择、化学方程式、离子方程式的书写等知识。