Question

18．某銅礦石的主要成分是Cu₂O，還含有少量的A1₂O₃、Fe₂O₃和SiO₂．某工廠利用此礦石煉制精銅的工藝流程如圖所示（已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O）．

（1）濾液A中鐵元素的存在形式為Fe²⁺（填離子符號），生成該離子的離子方程式為Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，檢驗濾液A中存在該離子的試劑為硫氰化鉀溶液和氯水（填試劑名稱）．
（2）金屬E與固體F發(fā)生的某一反應(yīng)可用于焊接鋼軌，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，在實驗室中完成此實驗還需要的試劑是ac．
a．KClO₃    b．KCl    c．Mg  d．MnO₂
（3）為使固體混合物D在空氣中灼燒完全分解，應(yīng)灼燒，冷卻至室溫后稱重，重復(fù)多次，直至連續(xù)兩次測定的實驗結(jié)果相同（或質(zhì)量相差小于0.1g）時為止；灼燒時必須用到的實驗儀器是坩堝．
（4）溶液G與固體混合物B反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O．
（5）將Na₂CO₃溶液滴入到一定量的CuCl₂溶液中，得到氯化鈉、二氧化碳和一種綠色的不溶于水的鹽（不含結(jié)晶水），該鹽受熱分解產(chǎn)生三種氧化物，則其化學(xué)式是Cu₂（OH）₂CO₃或Cu（OH）₂•CuCO₃．

Answer 1

分析 某銅礦石的成分中含有Cu₂O，還含有少量的Al₂O₃、Fe₂0₃和Si0₂，加入足量稀硫酸過濾，Cu₂O溶于酸反應(yīng)生成銅和銅鹽，所以固體混合物B為Cu、Si0₂，濾液A中為亞鐵離子、鋁離子和銅離子，加入足量氫氧化鈉溶液過濾得到固體混合物D為氫氧化銅、氫氧化鐵，濾液為C為AlO₂^-離子，通入二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解得到氧化鋁，電解熔融氧化鋁得到金屬E為Al，固體混合物D空氣中加熱灼燒得到氧化鐵和氧化銅，和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)得到粗銅，含有鐵雜質(zhì)，粗銅精煉得到精銅；固體混合物B中加足量的G為NaOH溶液，過濾，濾渣為Cu，濾液為硅酸鈉溶液；結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)分析解答．

解答 解：某銅礦石的成分中含有Cu₂O，還含有少量的Al₂O₃、Fe₂0₃和Si0₂，加入足量稀硫酸過濾，Cu₂O溶于酸反應(yīng)生成銅和銅鹽，所以固體混合物B為Cu、Si0₂，濾液A中為亞鐵離子、鋁離子和銅離子，加入足量氫氧化鈉溶液過濾得到固體混合物D為氫氧化銅、氫氧化鐵，濾液為C為AlO₂^-離子，通入二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解得到氧化鋁，電解熔融氧化鋁得到金屬E為Al，固體混合物D空氣中加熱灼燒得到氧化鐵和氧化銅，和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)得到粗銅，含有鐵雜質(zhì)，粗銅精煉得到精銅；固體混合物B中加足量的G為NaOH溶液，過濾，濾渣為Cu，濾液為硅酸鈉溶液，
（1）Cu₂O溶于酸反應(yīng)生成銅和銅鹽，銅和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，所以濾液A中為亞鐵離子，生成離子的離子方程式為：Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，檢驗亞鐵離子方法為：先加KSCN溶液，若不變色，再加氯水，變紅色，說明含有亞鐵離子；
故答案為：Fe²⁺，Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，硫氰化鉀溶液和氯水；
（2）金屬E與固體F發(fā)生的某一反應(yīng)可用于焊接鋼軌，是金屬Al與氧化鐵和氧化銅發(fā)生置換反應(yīng)生成金屬單質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，在實驗室中完成此實驗還需要的試劑是引發(fā)劑氯酸鉀和鎂條，鎂條點燃后引發(fā)氯酸鉀分解生成氧氣促進燃燒反應(yīng)進行放出大量的熱量，選ac，
故答案為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，ac；
（3）固體混合物D空氣中加熱灼燒得到氧化鐵和氧化銅，冷卻至室溫后稱重，重復(fù)多次，直至連續(xù)兩次測定的實驗結(jié)果相同或質(zhì)量相差小于0.1g，灼燒時必須用到的實驗儀器是坩堝中加熱灼燒，
故答案為：灼燒，冷卻至室溫后稱重，重復(fù)多次，坩堝；
（4）溶液G為氫氧化鈉溶液與固體混合物B為Cu、Si0₂ ，其中二氧化硅是酸性氧化物和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水，反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，
故答案為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（5）將Na₂CO₃溶液滴入到一定量的CuCl₂溶液中，得到氯化鈉、二氧化碳和一種綠色的不溶于水的鹽（不含結(jié)晶水），Cu²⁺和CO₃^2-生成CuCO₃沉淀，離子方程式為：Cu²⁺+CO₃^2-=CuCO₃↓；Cu²⁺和CO₃^2-和水發(fā)生雙水解反應(yīng)生成Cu（OH）₂沉淀和二氧化碳，離子方程式為：Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑；若生成Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物生成堿式鹽，說明二者溶解度相近，既生成氫氧化銅也生成碳酸銅；該鹽受熱分解產(chǎn)生三種氧化物，則其化學(xué)式是Cu₂（OH）₂CO₃或Cu（OH）_2•CuCO₃ ，
故答案為：Cu₂（OH）₂CO₃或Cu（OH）₂•CuCO₃；

點評 本題考查了分離提純的方法和基本操作的綜合應(yīng)用，題目涉及銅的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化、離子檢驗、化學(xué)方程式、氧化還原滴定等，涉及范圍較廣，綜合性較強，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計算能力．