Question

【題目】（環(huán)境污染與資源短缺問(wèn)題日益突出，資源的循環(huán)利用尤為重要。工業(yè) 上利用含 Cu2O（含少量 Al2O3、Fe2O3 和 SiO2）的礦渣提取銅的工藝流程如下：

已知：①Cu2O 在酸性條件下易轉(zhuǎn)化成單質(zhì) Cu 和含 Cu2+的溶液；

②幾種氫氧化物沉淀時(shí)的 pH 如下表：

氫氧化物	Al(OH)3	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Cu(OH)2
沉淀時(shí)的 pH	4.0~5.2	5.8~8.8	1.1~3.2	5.4~6.7

回答下列問(wèn)題：

（1）經(jīng)檢測(cè)固體 A 含有的成分為 Cu 和另一種雜質(zhì)，從固體 A 中分離出 Cu 的可 用試劑為_____溶液（填化學(xué)式）。

（2）礦渣經(jīng)酸浸、過(guò)濾、洗滌后鐵元素的主要存在形式為__________填離子符號(hào)），檢驗(yàn)該離子的常用化學(xué)試劑是_________________。

（3）加 NaClO 氧化并調(diào)整溶液的 pH 為_____，得到沉淀 B 和一種具有漂白 性的物質(zhì) D，該反應(yīng)離子方程式為_________。

（4）25℃時(shí)，加 NaOH 固體調(diào)節(jié)溶液 pH 得到 Al(OH)3 沉淀，若 pH=5.3 時(shí)，所得 溶液中 c(Al3+)=_____。已知 25℃時(shí) Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33。

（5）用惰性電極電解獲得金屬銅時(shí)，起始階段陽(yáng)極產(chǎn)物與陰極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為___________。

Answer 1

【答案】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】

礦渣中含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3和SiO2，加入硫酸酸浸，Cu2O、Al2O3、Fe2O3都與硫酸反應(yīng)二氧化硅不反應(yīng)，過(guò)濾后得到的固體A中含有Cu和SiO2，濾液中含有亞鐵離子、銅離子、鋁離子，加入NaClO氧化并調(diào)節(jié)pH，可得到氫氧化鐵沉淀，在濾液中繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH，可得到氫氧化鋁沉淀，過(guò)濾后濾液中含有銅離子，電解可得到銅，以此解答該題。

（1）由以上分析可知固體A主要由SiO2、Cu組成，SiO2溶于氫氧化鈉，從固體A 中分離出 Cu 的可用NaOH溶液；
（2）2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，由于固體A中含有單質(zhì)銅，可知酸浸、過(guò)濾后，濾液中鐵元素的存在形式為Fe2+；加入KSCN溶液不變紅，再滴入新制氯水變紅，則證明含有Fe2+，檢驗(yàn)Fe2+的常用化學(xué)試劑是KSCN溶液和新制氯水；
（3）沉淀B為Fe(OH)3，為保證Fe3+完全沉淀，而其它離子不沉淀，所以加 NaClO 氧化并調(diào)整溶液的pH為3.2~4.0，根據(jù)題意，反應(yīng)得到沉淀Fe(OH)3和一種具有漂白性的物質(zhì) D，D是次氯酸，該反應(yīng)離子方程式為5ClO-+2Fe2++5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4HClO；

（4）25℃時(shí)，加 NaOH 固體調(diào)節(jié)溶液 pH 得到Al(OH)3沉淀，若 pH=5.3 時(shí)，所得 溶液中 c(Al3+)==1.3×10-6.9mol/L。

（4）氧化過(guò)程加入了次氯酸鈉，還原產(chǎn)物是氯離子，所以用惰性電極電解獲得金屬銅時(shí)，起始階段陽(yáng)極產(chǎn)物是氯氣、陰極產(chǎn)物是銅，根據(jù)電荷守恒，陽(yáng)極產(chǎn)物與陰極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:1。