Question

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+2H+

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+2H+═Cu++Cu2++H2O②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Cu（OH）2Al（OH）3Fe（OH）3Fe（OH）2开始沉淀pH5.44.02.75.8沉淀完全pH6.75.23.78.8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CuS?5O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0.1mol的CuO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NaCl0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______．

Answer 1

矿渣加入稀硫酸氧化亚铜、氧化铝、氧化铁溶解，二氧化硅不溶所以固体混合物是不溶于稀硫酸的物质，根据反应：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，得出A的成分是SiO₂、Cu；由于单质铜存在，铁元素以Fe²⁺形式存在，反应方程式：2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，滤液中主要是Al³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，加入NaClO具有氧化性，氧化亚铁离子为铁离子，同时调节溶液PH使铁离子、铝离子沉淀完全，根据氢氧化铁和氢氧化铝开始沉淀和沉淀结束的PH关系，x范围是：3.2≤pH＜4.0，就可以沉淀氢氧化铁；y范围是：5.2≤pH＜5.4，就可以沉淀氢氧化铝；最后得到氯化铜、硫酸铜溶液，电解法获取Cu．
（1）为了加速矿渣和硫酸之间的反应速率，可以采用升高温度、不断搅拌、将矿渣粉碎、增大硫酸的浓度的办法，故答案为：升高温度、不断搅拌、将矿渣粉碎、增大硫酸的浓度（任写两点即可）；
（2）加入硫酸发生了反应：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，故固体A的成分是二氧化硅和铜，故答案为：SiO₂、Cu；
（3）由于发生了反应，2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，溶液中铁元素的存在形式为：Fe²⁺；
故答案为：Fe²⁺；2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（4）硫酸铜溶液得到晶体的方法：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；胆矾晶体带有结晶水，温度太高导致结晶水失去，所以可以采用冰水来洗涤，
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；过滤；冰水既可以洗去表面的杂质离子，还可以减少晶体的损失；
（5）电解发生2H₂O+2CuSO₄

通电  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ ，向所得溶液中加入0.1mol CuO充分反应后，溶液恰好恢复到电解前的状态，由Cu原子守恒可知，生成0.1molCu，则转移电子的物质的量是0.1mol×（2-0）=0.2mol，故答案为：0.2mol；
（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是：5ClO^-+2Fe²⁺+5H₂O=2Fe（OH）₃+Cl^-+4HClO，
故答案为：5ClO^-+2Fe²⁺+5H₂O=2Fe（OH）₃+Cl^-+4HClO．