Question

工業(yè)上用某礦渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取銅的操作流程如圖：
已知：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O
（1）實驗操作I的名稱為

 

；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

 

（填儀器名稱）．
（2）濾液A中存在的陽離子有

 

，固體混合物B經過提純后可得SiO₂，寫出它的一種用途

 

．
（3）金屬E與固體F發(fā)生的某一反應可用于焊接鋼軌，該反應的化學方程為

 

．
（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=

 

．
（5）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→

 

→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(jié)）
（6）利用電解法進行粗銅精煉時，下列敘述正確的是

 

（填代號）．
a．電能全部轉化為化學能
b．粗銅接電源正極，發(fā)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．

Answer 1

考點：金屬的回收與環(huán)境、資源保護,銅金屬及其重要化合物的主要性質,物質的分離、提純和除雜

專題：實驗題

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）依據二氧化硅不與鹽酸反應，采取排除法解答即可，注意不要漏掉氫離子，依據二氧化硅的用途回答即可；
（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）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；
（6）a．電能轉化為化學能、熱能；
b．粗銅接電源正極，失去電子，發(fā)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．

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）Al₂O₃、Fe₂O₃均與鹽酸反應生成對應的陽離子，由于Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，故溶液中存在Cu²⁺，又因為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故溶液中鐵主要存在Fe²⁺，溶液為足量的稀鹽酸，故還含有氫離子，固體混合物B經過提純后可得SiO₂，它的一種用途為作光導纖維，
故答案為：Al³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe³⁺；光導纖維；
（3）鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應的化學方程式為：2Al+Fe₂O

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，

10X-14

10-X

=10⁸，解得X=11，故答案為：11；（5）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；
（6）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(fā)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：bc．

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．