Question

（14分）某工业矿渣中主要含有Cu₂O，还有少部分Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂ ，从该矿渣中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                  。

该反应物的一种重要用途为                            。

（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                 。

（3）若将滤液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

（6分）

（1）SiO2 + 2NaOH===Na2SiO3 + H2O ；作光导纤维（或压电材料；或光学仪器等）

（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+===2Fe3+ + 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：工业矿渣中主要含有Cu2O，还有少部分Al2O3、Fe2O3、SiO2，加入足量的稀盐酸，Cu2O与盐酸反应生成铜、氯化铜和水，氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，SiO2 难溶于水，且不与水反应，生成的2FeCl3+Cu=2FeCl2 +CuCl2 ,所以滤液A为氯化铜、氯化铝和氯化亚铁的混合物，得到的固体混合物B中有Cu和SiO2 ，固体混合物B与足量NaOH溶液混合，SiO2 和NaOH溶液反应生成硅酸钠和水，铜与NaOH溶液不反应，得到粗铜，滤液A与足量NaOH溶液反应，氯化铜与氢氧化钠反应生成Cu(OH)2 和水，氯化亚铁与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2 白色沉淀，该沉淀在空气中与氧气反应生成Fe(OH)3 ，氯化铝与过量NaOH溶液反应生成偏铝酸钠溶液和水，滤液C为偏铝酸钠溶液，经过一系列反应得到金属铝，固体混合物D为Cu(OH)2和Fe(OH)3 ，在空气中灼烧，Cu(OH)2和Fe(OH)3受热分解生成氧化铁和氧化铜，所以固体混合物F为氧化铁和氧化铜的混合物，该混合物与铝发生铝热反应，生成铁和铜，固体混合物G为铁和铜，与盐酸混合，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铜与盐酸不反应，过滤成为粗铜。（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, SiO2 的重要用途为作光导纤维或压电材料或光学仪器等。

（2）滤液A中铁元素的存在形式只能为Fe2+，理由是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+===2Fe3+ + 3H2O; Cu + 2Fe3+===Cu2+ + 2Fe2+ ；检验滤液A中Fe2+的方法是取少量溶液于试管中，加入硫氰化钾溶液，无现象，在加热新制氯水，溶液变成血红色，则滤液中含有Fe2＋，所以试剂为硫氰化钾溶液和新制氯水。

（3）氢氧化铝溶于强酸和强碱，所以将可溶性铝盐中的铝元素以沉淀形式析出，需加入弱酸，选D，铝热反应用途之一是焊接钢轨，所以反应的化学方程为2Al +Fe2O32Fe + Al2O3。

考点：考查物质提取的工艺流程，硅、铁、铝及其化合物的性质。