Question

2．以黃銅礦（主要成分是CuFeS₂，含少量雜質(zhì)SiO₂）為原料煉銅的方法分為高
溫煉銅和濕法煉銅兩種．近年來，濕法煉銅有了新進展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有一種細菌在酸性水溶液、氧氣存在下，可以將黃銅礦氧化成硫酸鹽．
資料卡片：4CuFeS₂+2H₂SO₄+17O₂=4CuSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O
Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄
某工廠運用該原理生產(chǎn)銅和綠礬（FeSO₄•7H₂O）的工藝如圖1：回答下列問題：

（1）反應(yīng)Ⅱ中加入過量氧化銅用來調(diào)節(jié)溶液pH，使鐵離子變成氫氧化鐵沉淀，請你寫出固體A的成分的化學(xué)式CuO、Fe（OH）₃．
（2）寫出反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
（3）試劑a為稀硫酸，如何控制加入的a試劑適量固體完全消失，停止加稀硫酸．
（4）試劑b為鐵，且要過量的目的是使硫酸銅、硫酸鐵完全轉(zhuǎn)化成硫酸亞鐵．
（5）硫酸亞鐵的溶解度曲線如圖2．欲從溶液中獲得綠礬晶體，分離操作Ⅰ應(yīng)為蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、
過濾，用少量冰水（選填熱水、冰水）洗滌綠礬固體2-3次．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)加入過量的氧化銅調(diào)節(jié)pH值，使鐵離子變成氫氧化鐵沉淀進行分析；
（2）根據(jù)鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅進行分析；
（3）根據(jù)固體A的成分是氧化銅和氫氧化鐵，酸會與金屬氧化物和不溶性堿反應(yīng)，所以a是稀硫酸進行分析；
（4）根據(jù)鐵會與硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵，鐵會與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅進行分析；
（5）根據(jù)硫酸亞鐵的溶解度曲線進行分析．

解答 解：（1）加入過量的氧化銅調(diào)節(jié)pH值，使鐵離子變成氫氧化鐵沉淀，所以固體A的成分的化學(xué)式是：CuO、Fe（OH）₃；
（2）鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（3）固體A的成分是氧化銅和氫氧化鐵，酸會與金屬氧化物和不溶性堿反應(yīng)，所以a是稀硫酸，控制加入的a試劑適量的方法是：固體完全消失，停止加稀硫酸；
（4）鐵會與硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵，鐵會與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，所以試劑b為鐵，且要過量的目的是使硫酸銅、硫酸鐵完全轉(zhuǎn)化成硫酸亞鐵；
（5）通過分析溶解度曲線可知，欲從溶液中獲得綠礬晶體，分離操作Ⅰ應(yīng)為蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾，用少量冰水洗滌綠礬固體2-3次．
故答案為：（1）CuO、Fe（OH）₃；
（2）Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（3）稀硫酸，固體完全消失，停止加稀硫酸；
（4）鐵，使硫酸銅、硫酸鐵完全轉(zhuǎn)化成硫酸亞鐵；
（5）降溫結(jié)晶，冰水．

點評 在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結(jié)合學(xué)過的知識和題中的提示進行解答．