Question

【題目】硅孔雀石是一種含銅的礦石，含銅形態(tài)為 CuCO3·Cu(OH)2 和 CuSiO3·2H2O，同時含有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圖所示：

請回答下列問題;

（1）步驟①過濾所需的玻璃儀器包括燒杯、______________________。

（2）寫出步驟①中在礦粉中加入30%稀硫酸時，CuSiO3·2H2O 發(fā)生反應(yīng)的方程式：_______________________________________。

（3）步驟①中加入雙氧水的作用是_____________________________（用離子方程式表示）

（4）步驟②中調(diào)節(jié)溶液的pH約為4，可以達(dá)到除去Fe3+而不損失CuSO4的目的，調(diào)節(jié)溶液pH可以選用的最佳試劑是_____________

A．Cu(OH)2 B．NH3·H2O C．CuO D．NaOH

（5）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

步驟②中，調(diào)節(jié)pH時，所得濾渣B的成分的化學(xué)式為______________

（6）步驟③將濾液B通過加熱濃縮、__________、過濾等操作可得到硫酸銅晶體。

Answer 1

【答案】 漏斗和玻璃棒 CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4+ H2SiO3+2 H2O 2Fe2+ + H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O AC Fe(OH)3、Al(OH)3 冷卻結(jié)晶

【解析】試題分析：由制備實(shí)驗(yàn)流程可知，Cu2（OH）2CO3、FeCO3、Fe2O3、Al2O3均與硫酸反應(yīng)生成相應(yīng)的硫酸鹽，CuSiO3·2H2O與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、硅酸沉淀，只有SiO2不反應(yīng)，則濾渣a為SiO2、H2SiO3，雙氧水具有氧化性將亞鐵離子氧化為鐵離子，所以溶液a含Cu2+、Fe3+、Al3+，體積PH=4促進(jìn)Fe3+完全水解轉(zhuǎn)化為沉淀，所以濾液B中主要為硫酸銅，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到CuSO4 5H2O。

解析：根據(jù)以上分析，（1）過濾所需的玻璃儀器包括燒杯、漏斗和玻璃棒。

（2）稀硫酸與CuSiO3·2H2O 發(fā)生反應(yīng)生成硫酸銅、硅酸、水，方程式是CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4+ H2SiO3+2 H2O。

（3）雙氧水具有氧化性將亞鐵離子氧化為鐵離子，離子方程式是2Fe2+ + H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O；

（4）步驟②中調(diào)節(jié)溶液的pH約為4，可以達(dá)到除去Fe3+而不損失CuSO4的目的，為不引入新雜質(zhì)，調(diào)節(jié)溶液pH可以選用的最佳試劑是Cu(OH)2、CuO，故選AC；

（5）根據(jù)氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH，調(diào)節(jié)pH=4時，Fe3+完全水解、Al3+部分水解，所以得到濾渣B的成分的化學(xué)式為Fe(OH)3、Al(OH)3；（6）濾液B中主要為硫酸銅，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，得到CuSO4 5H2O。