某矿渣的成分为Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下：已知： ①Cu2O +2 H+="Cu" + Cu2++H2

题型：不详难度：来源：

某矿渣的成分为Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下：

已知： ①Cu₂O +2 H+="Cu" + Cu²⁺+H₂O
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

请回答下列问题：
（1）为了加快反应I的速率，可以采取的措施是                            (写2点)。
（2）固体混合物A中的成分是                             。
（3）反应I完成后，铁元素的存在形式为   (填离子符号)；写出生成该离子的离子方程式           。
（4）操作1主要包括：          、            、       。洗涤CuSO₄•5H₂O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是                                          。
（5）用惰性电极电解胆矾溶液一段时间，加人0．1 mol的Cu(OH)₂可恢复溶液原况(浓度、成分)，则电解时转移电子的物质的量为                            ．。
（6）用NaClO调pH，生成沉淀B的同时生成一种具有漂白作用的物质，该反应的离子方程式为           。

答案

（1）适当升高温度；不断搅拌；将矿渣粉碎；适当增大硫酸的浓度等；
（2）SiO₂、Cu 
（3）Fe³⁺    2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺
（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失；
（5）0．4mol
（6）2Fe²⁺+7ClO^-+2H⁺+5H₂O=2Fe(OH)₃+Cl^-+6HClO

解析

试题分析：（1）由于矿渣为固体，所以为了加快反应I的速率，可以采取的措施是浆固体粉碎。也可以适当升高反应的温度；或增大反应物H₂SO₄的浓度等措施。（2）SiO₂是酸性氧化物，不能与酸发生反应；其它金属氧化物Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃与硫酸发生反应：Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O；Al₂O₃+3H₂SO₄= Al₂(SO₄)₃+3H₂O；Fe₂O₃+3H₂SO₄= Fe₂(SO₄)₃+3H₂O； Fe₂(SO₄)₃+Cu= CuSO₄+ 2FeSO₄。因此发生反应I后过滤出的固体混合物A中的成分是SiO₂、Cu。（3）因为在矿渣中Fe元素的化合价为+3价，先发生复分解反应，得到Fe₂(SO₄)₃,然后发生反应：2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺。因此该完成后，铁元素的存在形式为+2价的Fe。即Fe²⁺。（4）从硫酸铜溶液中制取硫酸铜晶体的操作1主要包括： 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。洗涤CuSO₄•5H₂O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是CuSO₄溶液溶解于水，而且温度越高，溶解度越大。若用冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失；（5）用惰性电极电解胆矾溶液电解反应方程式为：2CuSO₄+2H₂O2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．若加入0．1 mol的Cu(OH)₂会发生反应：Cu(OH)₂+H₂SO₄= CuSO₄+2H₂O 。产生0．1mol的CuSO₄和0．2mol的水恢复原来的溶液。则根据电解方程式中的物质间的关系可知电子转移0．4mol。（6）NaClO有氧化性，Fe²⁺有还原性。所以用NaClO调节pH，生成沉淀B为Fe(OH)₃，同时生成一种具有漂白作用的物质为HClO，该反应的离子方程式为2Fe²⁺+7ClO^-+2H⁺+5H₂O=2Fe(OH)₃↓+Cl^-+6HClO