Question

4．工業(yè)上用某礦渣（含有Cu₂O、A1₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取銅的工藝流程如圖：

已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O．
（1）若要提高鹽酸浸出礦渣的浸出率，可以采用的措施有升高溫度或提高鹽酸的濃度或粉碎礦渣   （任寫一條）；
在空氣中灼燒固體混合物D時(shí)，用到多種硅酸鹽質(zhì)的儀器，除玻璃棒、酒精燈，還需要用到的儀器
有坩堝、泥三角．
（2）濾液A中鐵元素的存在形式一定有Fe²⁺  （填離子符號(hào)），生成該離子的離子方程式為Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（3）常溫下，等pH的NaA1O₂和NaOH兩份溶液中，由水電離出的c（OH^-）前者為后者的10⁶倍．則兩種溶液的pH=10．

Answer 1

分析 某銅礦石的成分中含有Cu₂O，還含有少量的Al₂O₃、Fe₂0₃和SiO₂，加入足量稀硫酸過(guò)濾，Cu₂O溶于酸反應(yīng)生成銅和銅鹽，所以固體混合物B為Cu、SiO₂，濾液A中為亞鐵離子、鋁離子和銅離子，加入足量氫氧化鈉溶液過(guò)濾得到固體混合物D為氫氧化銅、氫氧化鐵，濾液為C為AlO₂^-離子，通入二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解得到氧化鋁，電解熔融氧化鋁得到金屬E為Al，固體混合物D空氣中加熱灼燒得到氧化鐵和氧化銅，和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)得到粗銅，含有鐵雜質(zhì)，粗銅精煉得到精銅，以此解答該題．

解答 解：（1）若要提高鹽酸浸出礦渣的浸出率，增大反應(yīng)速率，可升高溫度或提高鹽酸的濃度或粉碎礦渣，加熱灼燒固體，可在坩堝中進(jìn)行，還需要坩堝、泥三角等儀器，
故答案為：升高溫度或提高鹽酸的濃度或粉碎礦渣； 坩堝、泥三角；
（2）Cu₂O溶于酸反應(yīng)生成銅和銅鹽，銅和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，所以濾液A中為亞鐵離子，生成離子的離子方程式為：Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：Fe²⁺；Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）常溫下，等pH的NaA1O₂和NaOH兩份溶液，設(shè)溶液的pH=x，則NaA1O₂中水電離出的c（OH^-）=10^x-14mol/L，NaOH溶液中由水電離出的c（OH^-）=10^-xmol/L，前者為后者的10⁶倍，則$\frac{1{0}^{x-14}}{1{0}^{-x}}$=10⁶，x=10，
故答案為：10．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了分離提純的方法和基本操作的綜合應(yīng)用，為高考常見題型，題目涉及銅的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化、離子檢驗(yàn)、化學(xué)方程式等，涉及范圍較廣，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．