Question

（环境污染与资源短缺问题日益突出，资源的循环利用尤为重要。工业 上利用含 Cu₂O（含少量 Al₂O₃、Fe₂O₃ 和 SiO₂）的矿渣提取铜的工艺流程如下：

已知：①Cu₂O 在酸性条件下易转化成单质 Cu 和含 Cu²⁺的溶液；

②几种氢氧化物沉淀时的 pH 如下表：

氢氧化物	Al(OH)3	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Cu(OH)2
沉淀时的 pH	4.0~5.2	5.8~8.8	1.1~3.2	5.4~6.7

回答下列问题：

（1）经检测固体 A 含有的成分为 Cu 和另一种杂质，从固体 A 中分离出 Cu 的可 用试剂为_____溶液（填化学式）。

（2）矿渣经酸浸、过滤、洗涤后铁元素的主要存在形式为__________填离子符号），检验该离子的常用化学试剂是_________________。

（3）加 NaClO 氧化并调整溶液的 pH 为_____，得到沉淀 B 和一种具有漂白 性的物质 D，该反应离子方程式为_________。

（4）25℃时，加 NaOH 固体调节溶液 pH 得到 Al(OH)₃ 沉淀，若 pH=5.3 时，所得 溶液中 c(Al³⁺)=_____。已知 25℃时 Ksp[Al(OH)3]=1.3×10^-33。

（5）用惰性电极电解获得金属铜时，起始阶段阳极产物与阴极产物的物质的量之比为___________。

Answer

NaOH溶液 Fe2+ KSCN溶液和新制氯水 3.2~4.0 5ClO-+2Fe2++5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4HClO 1.3×10-6.9mol/L 1:1

【解析】

矿渣中含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3和SiO2，加入硫酸酸浸，Cu2O、Al2O3、Fe2O3都与硫酸反应二氧化硅不反应，过滤后得到的固体A中含有Cu和SiO2，滤液中含有亚铁离子、铜离子、铝离子，加入NaClO氧化并调节pH，可得到氢氧化铁沉淀，在滤液中继续加入氢氧化钠溶液调节pH，可得到氢氧化铝沉淀，过滤后滤液中含有铜离子，电解可得到铜，以此解答该题。

（1）由以上分析可知固体A主要由SiO2、Cu组成，SiO2溶于氢氧化钠，从固体A 中分离出 Cu 的可用NaOH溶液；
（2）2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，由于固体A中含有单质铜，可知酸浸、过滤后，滤液中铁元素的存在形式为Fe2+；加入KSCN溶液不变红，再滴入新制氯水变红，则证明含有Fe2+，检验Fe2+的常用化学试剂是KSCN溶液和新制氯水；
（3）沉淀B为Fe(OH)3，为保证Fe3+完全沉淀，而其它离子不沉淀，所以加 NaClO 氧化并调整溶液的pH为3.2~4.0，根据题意，反应得到沉淀Fe(OH)3和一种具有漂白性的物质 D，D是次氯酸，该反应离子方程式为5ClO-+2Fe2++5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4HClO；

（4）25℃时，加 NaOH 固体调节溶液 pH 得到Al(OH)3沉淀，若 pH=5.3 时，所得 溶液中 c(Al3+)==1.3×10-6.9mol/L。

（4）氧化过程加入了次氯酸钠，还原产物是氯离子，所以用惰性电极电解获得金属铜时，起始阶段阳极产物是氯气、阴极产物是铜，根据电荷守恒，阳极产物与阴极产物的物质的量之比为1:1。