Question

某化學興趣小組利用由Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂組成的混合物，模擬工業(yè)上提取銅的工藝，設計如下圖所示的簡單操作流程：

提示：Cu⁺在酸性條件下不穩(wěn)定，易生成金屬Cu和Cu²⁺．
（1）若固體B的成分為混合物，則其成分的化學式為

SiO₂和Cu

．此時，濾液A中鐵元素的存在形式為

Fe²⁺

（填寫離子符號），檢驗試劑是

KSCN溶液和新制氯水

．
（2）金屬E與固體F發(fā)生的某一反應可用于焊接鐵軌．則該反應的化學方程式為

2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe

．
（3）檢驗粗銅中含有金屬E單質的試劑是

NaOH溶液

，典型現象是

有無色氣泡冒出

，反應的離子方程式為

2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑

．
（4）利用電解法進行粗銅精煉時，下列敘述正確的是

D

．
A．電解時以精銅作陽極
B．電解時陰極發(fā)生氧化反應
C．粗銅連接電源負極，其電極反應是Cu-2e^-═Cu²⁺
D．電解后，電解液中Cu²⁺濃度減�。�

Answer 1

分析：Cu₂O與鹽酸反應生成Cu和Cu²⁺，SiO₂與鹽酸不反應，Fe₂O₃與鹽酸反應生成Fe³⁺，與Cu反應生成Fe²⁺，固體B為SiO₂和Cu，濾液A中含有Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺，加入足量的NaOH溶液，濾液C中含有AlO₂^-，金屬E為Al，固體D為Cu（OH）₂和Fe（OH）₃的混合物，在空氣中灼燒，F為CuO和Fe₂O₃的混合物，粗銅為Cu、Ai和Fe的混合物，經過電解可的純銅，以此解答該題．

解答：解：Cu₂O與鹽酸反應生成Cu和Cu²⁺，SiO₂與鹽酸不反應，Fe₂O₃與鹽酸反應生成Fe³⁺，與Cu反應生成Fe²⁺，固體B為SiO₂和Cu，濾液A中含有Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺，加入足量的NaOH溶液，濾液C中含有AlO₂^-，金屬E為Al，固體D為Cu（OH）₂和Fe（OH）₃的混合物，在空氣中灼燒，F為CuO和Fe₂O₃的混合物，粗銅為Cu、Ai和Fe的混合物，經過電解可的純銅，
（1）由以上分析可知固體B的成分為SiO₂和Cu，濾液A中鐵元素的存在形式為Fe²⁺，檢驗時，可先加入KSCN溶液，溶液不變色，再滴加氯水，溶液變紅色可證明，
故答案為：SiO₂和Cu；Fe²⁺；KSCN溶液和新制氯水；
（2）E為Al，F為CuO和Fe₂O₃的混合物，發(fā)生2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe，可用于焊接鐵軌，
故答案為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe；
（3）可用NaOH溶液檢驗檢驗粗銅中含有金屬Al，發(fā)生2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，現象是有氣泡生成，
故答案為：NaOH溶液；有無色氣泡冒出；2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）A．電解時以粗銅作陽極，故A錯誤；
B．電解時陰極發(fā)生還原反應，陽極發(fā)生氧化反應，故B錯誤；
C．粗銅連接電源正極，純銅連接電源負極，其電極反應是Cu²⁺+2e^-═Cu，故C錯誤；
D．電解后，由于陽極為粗銅，溶液中含有Fe²⁺、Al³⁺，而陰極只生成Cu，則電解液中Cu²⁺濃度減小，故D正確．
故答案為：D．

點評：本題考查考查物質的制備以及分離和提純等知識，側重于考查學生綜合運用化學知識的能力，為高考常見題型，難度中等．