Question

13．环境污染与资源短缺问题日趋突出，高效循环利用资源显得尤为重要．工业上用含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃和SiO₂的矿渣提取铜的工艺流程如图：

已知：①Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O
②几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表：

氢氧化物	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Cu（OH）2
开始沉淀的pH	4.0	5.8	1.1	5.4
完全沉淀的pH	5.2	8.8	3.2	6.7

回答下列问题：
（1）固体A 主要由两种物质组成，其化学式为SiO₂、Cu．
（2）酸浸、过滤后，滤液中铁元素的存在形式为Fe²⁺（填离子符号），生成该离子的离子方程式为2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（3）沉淀B的化学式为Fe（OH）₃，氧化过程中发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+ClO^-+2CO₃^2-+3H₂O=Fe（OH）₃↓+Cl^-+2CO₂↑．
（4）加NaOH调节溶液pH的范围是5.2≤pH＜5.4，工业上对沉淀B、沉淀C的利用应采取的处理方法是加热分解得到相应的氧化物，用于冶炼铁和铝．

Answer 1

分析 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、碳酸钠，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．

解答 解：（1）由以上分析可知固体A 主要由SiO₂、Cu组成，故答案为：SiO₂、Cu；
（2）酸浸、过滤后，滤液中铁元素的存在形式为Fe²⁺，原因是发生2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案为：Fe²⁺；2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）沉淀B为Fe（OH）₃，氧化过程中发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+ClO^-+2CO₃^2-+3H₂O=Fe（OH）₃↓+Cl^-+2CO₂↑，
故答案为：Fe（OH）₃；2Fe²⁺+ClO^-+2CO₃^2-+3H₂O=Fe（OH）₃↓+Cl^-+2CO₂↑；
（4）加NaOH调节溶液，应避免生成氢氧化铜，但同时除去氢氧化铝，pH的范围是5.2≤pH＜5.4，沉淀B、C分别为氢氧化铁、氢氧化铝，可加热分解得到相应的氧化物，用于冶炼铁和铝，
故答案为：5.2≤pH＜5.4；加热分解得到相应的氧化物，用于冶炼铁和铝（或其他合理答案）．

点评 本题考查物质分离和提纯方法的选择和运用，为高频考点，明确各个流程发生的反应及沉淀和滤液成分是解本题关键，熟悉常见元素化合物结构和性质，知道铁离子检验方法及现象，题目难度不大．