Question

某礦渣的成分為Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂，工業上用該礦渣獲取銅和膽礬的操作流程如下：

已知： ①Cu₂O +2 H+="Cu" + Cu²⁺+H₂O
②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

請回答下列問題：
（1）為了加快反應I的速率，可以采取的措施是                            (寫2點)。
（2）固體混合物A中的成分是                             。
（3）反應I完成后，鐵元素的存在形式為   (填離子符號)；寫出生成該離子的離子方程式           。
（4）操作1主要包括：          、            、       。洗滌CuSO₄?5H₂O粗產品不能用大量水洗，而用冰水洗滌。原因是                                          。
（5）用惰性電極電解膽礬溶液一段時間，加人0．1 mol的Cu(OH)₂可恢復溶液原況(濃度、成分)，則電解時轉移電子的物質的量為                            ．。
（6）用NaClO調pH，生成沉淀B的同時生成一種具有漂白作用的物質，該反應的離子方程式為           。

Answer 1

（1）適當升高溫度；不斷攪拌；將礦渣粉碎；適當增大硫酸的濃度等；
（2）SiO₂、Cu 
（3）Fe³⁺    2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺
（4）蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾；冰水既可以洗去晶體表面的雜質離子，又可以減少晶體的損失；
（5）0．4mol
（6）2Fe²⁺+7ClO^-+2H⁺+5H₂O=2Fe(OH)₃+Cl^-+6HClO

試題分析：（1）由于礦渣為固體，所以為了加快反應I的速率，可以采取的措施是漿固體粉碎。也可以適當升高反應的溫度；或增大反應物H₂SO₄的濃度等措施。（2）SiO₂是酸性氧化物，不能與酸發生反應；其它金屬氧化物Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃與硫酸發生反應：Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O；Al₂O₃+3H₂SO₄= Al₂(SO₄)₃+3H₂O；Fe₂O₃+3H₂SO₄= Fe₂(SO₄)₃+3H₂O； Fe₂(SO₄)₃+Cu= CuSO₄+ 2FeSO₄。因此發生反應I后過濾出的固體混合物A中的成分是SiO₂、Cu。（3）因為在礦渣中Fe元素的化合價為+3價，先發生復分解反應，得到Fe₂(SO₄)₃,然后發生反應：2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺。因此該完成后，鐵元素的存在形式為+2價的Fe。即Fe²⁺。（4）從硫酸銅溶液中制取硫酸銅晶體的操作1主要包括： 蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾。洗滌CuSO₄?5H₂O粗產品不能用大量水洗，而用冰水洗滌。原因是CuSO₄溶液溶解于水，而且溫度越高，溶解度越大。若用冰水既可以洗去晶體表面的雜質離子，又可以減少晶體的損失；（5）用惰性電極電解膽礬溶液電解反應方程式為：2CuSO₄+2H₂O2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．若加入0．1 mol的Cu(OH)₂會發生反應：Cu(OH)₂+H₂SO₄= CuSO₄+2H₂O 。產生0．1mol的CuSO₄和0．2mol的水恢復原來的溶液。則根據電解方程式中的物質間的關系可知電子轉移0．4mol。（6）NaClO有氧化性，Fe²⁺有還原性。所以用NaClO調節pH，生成沉淀B為Fe(OH)₃，同時生成一種具有漂白作用的物質為HClO，該反應的離子方程式為2Fe²⁺+7ClO^-+2H⁺+5H₂O=2Fe(OH)₃↓+Cl^-+6HClO