Question

（2013?臨沂一模）工業上用某礦渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取銅的操作流程如下：

已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O
（1）實驗操作I的名稱為

過濾

；在空氣中灼燒固體混合物D時，用到多種硅酸鹽質的儀器，除玻璃棒、酒精燈、泥三角外，還有

坩堝

（填儀器名稱）．
（2）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

2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺

，檢驗濾液A中存在該離子的試劑為

KSCN溶液

（填試劑名稱）．
（3）金屬E與固體F發生的某一反應可用于焊接鋼軌，該反應的化學方程式為

2 Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe

．
（4）常溫下，等pH的NaAlO₂和NaOH兩份溶液中，由水電離出的c（OH^-）前者為后者的10⁸倍，則兩種溶液的pH=

11

．
（5）①利用電解法進行粗銅精煉時，下列敘述正確的是

b．c

（填代號）．
a．電能全部轉化為化學能
b．粗銅接電源正極，發生氧化反應
c．精銅作陰極，電解后電解液中Cu²⁺濃度減小
d．粗銅精煉時通過的電量與陰極析出銅的量無確定關系
②從濃硫酸、濃硝酸、蒸餾水中選用合適的試劑，測定粗銅樣品中金屬銅的質量分數，涉及的主要步驟為：稱取一定質量的樣品→

將濃硫酸用蒸餾水稀釋，將樣品與稀硫酸充分反應后

→過濾、洗滌、干燥→稱量剩余固體銅的質量．（填缺少的操作步驟，不必描述操作過程的細節）

Answer 1

分析：（1）根據分離溶液和沉淀；根據灼燒過程所需要用到的儀器分析即可；
（2）依據提取流程圖可知，加入過量鹽酸，氧化鐵和氧化鋁全部溶解為氯化鐵和氯化鋁溶液，Cu₂O與鹽酸反應生成氯化銅、銅和水，生成的銅能與氯化鐵反應生成氯化亞鐵和氯化銅，二氧化硅不溶于鹽酸為沉淀；三價鐵離子與KSCN溶液發生反應生成紅色物質來檢驗三價鐵離子；
（3）根據鋁熱反應的原理來書寫；
（4）設溶液的PH為X，然后求出由水電離出的c（OH^-），利用由水電離出的c（OH^-）前者為后者的10⁸倍求出X；
（5）①a．電能轉化為化學能、熱能；
b．粗銅接電源正極，失去電子，發生氧化反應
c．精銅作陰極，電解后電解液中Cu²⁺濃度減小
d．粗銅精煉時通過的電量與陰極析出銅的量存在關系；
②要測定銅的質量分數，可以把濃硫酸稀釋，銅和稀硫酸不反應，氧化銅和稀硫酸反應，即可求出銅的質量分數．設計方案的主要步驟是將濃硫酸用蒸餾水稀釋，將樣品與稀硫酸充分反應后，過濾，干燥，稱量剩余固體銅的質量即可

解答：解：（1）實驗操作I步驟中分離溶液和沉淀的操作名稱為過濾，在空氣中灼燒固體混合物D時，所用到的儀器有坩堝、泥三角、三角架、酒精燈，玻璃棒，
故答案為：過濾；坩堝；
（2）依據提取流程圖可知，加入過量鹽酸，氧化鐵和氧化鋁全部溶解為氯化鐵和氯化鋁溶液，Cu₂O與鹽酸反應生成氯化銅、銅和水，生成的銅能與氯化鐵反應生成氯化亞鐵和氯化銅，方程式為：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，二氧化硅不溶于鹽酸為沉淀，所以濾液A中鐵元素的存在形式為亞鐵離子，三價鐵離子與KSCN溶液發生反應生成紅色物質來檢驗三價鐵離子，
故答案為：Fe²⁺；2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；KSCN溶液；
（3）鋁與氧化鐵發生鋁熱反應的化學方程式為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe，故答案為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe；
（4）設溶液的PH為X，NaAlO₂溶液中由水電離出的c（OH^-）=10^X-14mol/L，NaOH溶液中由水電離出的c（OH^-）=10^-Xmol/L，

10 X-14

10-X

=10⁸，解得X=11，故答案為：11；
（5））①a．電能部分轉化為化學能，故a錯誤；
b．粗銅接電源正極，失去電子，發生氧化反應，故b正確；
c．精銅作陰極，電解后電解液中Cu²⁺濃度減小，故c正確；
d．粗銅精煉時通過的電量與陰極析出銅的量存在關系：電路中通過3.01×10²³個電子，得到精銅的質量為16g，故d錯誤；
故選：b．c；
②要測定銅的質量分數，可以把濃硫酸稀釋，銅和稀硫酸不反應，氧化銅和稀硫酸反應，即可求出銅的質量分數．設計方案的主要步驟是將濃硫酸用蒸餾水稀釋，將樣品與稀硫酸充分反應后，過濾，干燥，稱量剩余固體銅的質量即可；
故答案為：將濃硫酸用蒸餾水稀釋，將樣品與稀硫酸充分反應后；

點評：本題以礦渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取銅為背景，主要考查了物質的性質、化學方程式、電解原理等，難度不大．