Question

（16分）硅孔雀石是一種含銅的礦石，含銅形態(tài)為CuCO3Cu(OH)2和CuSiO32H2O，同時(shí)含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等雜質(zhì)。以硅孔雀石為原料制取硫酸銅的工藝流程如下：

（1）步驟①中稀硫酸與CuSiO3·2H2O發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： ；

用離子方程式表示雙氧水的作用_______________________________________。

（2）步驟②調(diào)節(jié)溶液pH選用試劑不可以是__________________

a．CuO b．Cu (OH)2 c．Cu2(OH)2CO3 d．CuSO4

（3）有關(guān)氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

氫氧化物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2
開始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7

由上表可知當(dāng)溶液pH=4時(shí)，可以完全除去的離子是______（填金屬離子符號(hào)，后同），不能完全除去的離子是________。

（4）濾液B通過蒸發(fā)濃縮（設(shè)體積濃縮為原來的一半）、冷卻結(jié)晶、洗滌可以得到CuSO45H2O晶體。某同學(xué)認(rèn)為上述操作會(huì)有硫酸鋁晶體析出。請你結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算對該同學(xué)的觀點(diǎn)予以評價(jià) (填“正確”、“不正確”、或“無法判斷”)

【已知常溫下，Al2(SO4)3飽和溶液中c(Al3+)=2.25mol/L，Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34】

（5）測定硫酸銅晶體（CuSO45H2O）里結(jié)晶水的含量，實(shí)驗(yàn)步驟為：a．研磨；b．稱量空坩堝和裝有試樣的坩堝的質(zhì)量；c．灼燒；d．干燥器中冷卻；e．稱量；f．重復(fù)c至e的操作，直到連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.1g為止；⑦根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算硫酸銅結(jié)晶水的含量。

①步驟c用到的儀器有酒精燈、三腳架、泥三角、玻璃棒、 、 。

②步驟f的目的是 。

③如灼燒后在空氣中冷卻再稱量，結(jié)晶水的測定結(jié)果會(huì)____(填“偏高”、“低”或“不變”)

Answer 1

（1）CuSiO32H2O+H2SO4=CuSO4 + H4SiO4↓+H2O (或CuSiO32H2O+H2SO4=CuSO4 + H2SiO3↓+2H2O)；2Fe2+ + H2O2 +2H+=2Fe3+ + 2H2O

（2）d

（3）Fe3+ ; Al3+

（4）不正確； 依題意常溫下濾液B的pH=4，則c(OH-)=1×10-10 mol·L-1，此時(shí)Al3+已部分沉淀，溶液中有：c(Al3+) c3(OH-) = Ksp[Al(OH)3] 即c(Al3+)(1×10-10)3 = 3.2×10-34 c(Al3+) = 3.2×10-4mol·L-1積濃縮為原來的一半后c(Al3+) = 6.4×10-4mol·L-1＜＜2.25mol·L-1 所以不會(huì)有硫酸鋁晶體析出

（5）①坩堝、坩堝鉗

②確保樣品中的結(jié)晶水已經(jīng)全部除去，以免引起實(shí)驗(yàn)誤差

③偏低

【解析】

試題分析：（1）在硅孔雀石礦粉中加入稀硫酸和雙氧水，其中稀硫酸與CuSiO3·2H2O發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuSiO32H2O+H2SO4=CuSO4 + H4SiO4↓+H2O；雙氧水的作用是將二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，離子方程式為2Fe2+ + H2O2 +2H+=2Fe3+ + 2H2O；

（2）調(diào)節(jié)溶液pH選用試劑不可以是硫酸銅；

（3）由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)溶液的pH=4時(shí)，Al(OH)3還沒有沉淀完全，而Fe(OH)3已完全沉淀，故可以完全除去的離子是Fe3+，不能完全除去的離子是Al3+；

（4）濾液B通過蒸發(fā)濃縮，體積濃縮為原來的一半,、冷卻結(jié)晶、洗滌可以得到CuSO45H2O晶體，不會(huì)有硫酸鋁晶體析出，依題意常溫下濾液B的pH=4，則c(OH-)=1×10-10 mol·L-1，此時(shí)Al3+已部分沉淀，溶液中有：c(Al3+) c3(OH-) = Ksp[Al(OH)3] 即c(Al3+)(1×10-10)3 = 3.2×10-34，c(Al3+) = 3.2×10-4mol·L-1，體積濃縮為原來的一半后c(Al3+) = 6.4×10-4mol·L-1＜＜2.25mol·L-1，所以不會(huì)有硫酸鋁晶體析出；

（5）①在灼燒的過程中需要的儀器為酒精燈、三腳架、泥三角，玻璃棒、坩堝、坩堝鉗；②重復(fù)c至e的操作的目的是確保樣品中的結(jié)晶水已經(jīng)全部除去，以免引起實(shí)驗(yàn)誤差；③將灼燒后在空氣中冷卻再稱量，晶體會(huì)吸收空氣中的水分，使結(jié)晶水的測定結(jié)果偏低。

考點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)方程式、離子方程式的書寫，實(shí)驗(yàn)過程的評價(jià)

考點(diǎn)分析： 考點(diǎn)1：溶解平衡 考點(diǎn)2：離子濃度比較 考點(diǎn)3：物質(zhì)的制備 考點(diǎn)4：鐵及其化合物 考點(diǎn)5：銅及其化合物 試題屬性

• 題型：
• 難度：
• 考核：
• 年級(jí)：