Question

【題目】硅孔雀石是一種含銅礦石，含銅形態(tài)為和，同時含有、、、等雜質(zhì)。以其為原料制取硫酸銅的工藝流程如圖：

（1）將硅孔雀石研磨成粉的目的：__________________；步驟①中稀硫酸與反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________。

（2）雙氧水的作用是__________________；濾渣的主要成分為__________________。

（3）步驟②調(diào)節(jié)溶液，可以選用的試劑是______。

A. CuO B. NaOH C.Al2O3 D. Cu(OH)2

（4）有關(guān)氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的如下表：

氫氧化物
開始沉淀的	3.3	1.5	6.5	4.2
沉淀完全的	5.2	3.7	9.7	6.7

步驟②中，調(diào)節(jié)，所得濾渣的成分的化學(xué)式為____________，濾液中除外，還含有的金屬陽離子是______。

（5）將濾液通過____________操作可得到五水硫酸銅晶體。測定硫酸銅晶體結(jié)晶水的含量時，應(yīng)將其放入______中灼燒。加熱失水后，若在空氣中冷卻稱量，測定結(jié)果______（填“偏高”、“偏低”或“不變”）。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，增大反應(yīng)速率 CuSiO32H2O+H2SO4═CuSO4+H2SiO3+2H2O 將氧化成 SiO2和H2SiO3 AD 、 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 坩堝 偏低

【解析】

由化學(xué)工藝流程圖可知，加入30%稀硫酸，可以使硅孔雀石中CuCO3Cu（OH）2、CuSiO32H2O、FeCO3、Fe2O3和A12O3溶解，SiO2不反應(yīng)，CuSiO32H2O與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、硅酸和水；再加入雙氧水，酸性條件下，雙氧水將亞鐵離子氧化為鐵離子，過濾，濾渣A中含有二氧化硅和硅酸，濾液中含有Cu2+、Fe3+、Al3+；加入氧化銅或氫氧化銅調(diào)節(jié)溶液pH到4，三價鐵離子完全水解轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去，鋁離子部分轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，過濾，濾渣B為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，濾液B中含有銅離子、鋁離子和氫離子；濾液B通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得硫酸銅晶體。

（1）將硅孔雀石研磨成粉可以增大反應(yīng)物的接觸面積，增大反應(yīng)速率，使反應(yīng)更加充分；步驟①中稀硫酸與CuSiO32H2O反應(yīng)生成硫酸銅、硅酸和水，反應(yīng)的離子方程式為

CuSiO32H2O+H2SO4═CuSO4+H2SiO3+2H2O，故答案為：增大接觸面積，增大反應(yīng)速率；CuSiO32H2O+H2SO4═CuSO4+H2SiO3+2H2O；

（2）加入雙氧水的目的是將亞鐵離子氧化成鐵離子，便于調(diào)節(jié)溶液pH時，將三價鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去；由流程可知，加入30%稀硫酸，SiO2不反應(yīng)，CuSiO32H2O與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、硅酸和水，則濾渣A中含有二氧化硅和硅酸，故答案為：Fe2+將氧化為Fe3+；SiO2和H2SiO3；

（3）步驟②調(diào)節(jié)溶液pH時，加入的試劑能夠中和溶液中的氫離子，但不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，則應(yīng)該選用CuO和Cu（OH）2，故答案為：AD；

（4）由題給表格數(shù)據(jù)可知，步驟②調(diào)節(jié)溶液pH到4，三價鐵離子完全水解轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去，鋁離子部分轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，則濾渣B為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，濾液B中含有銅離子、鋁離子和氫離子，故答案為：Fe（OH）3、Al（OH）3；Al3+；

（5）從濾液B中得到硫酸銅晶體的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾；測定硫酸銅晶體中結(jié)晶水的含量時，應(yīng)將其放入坩堝中灼燒；若是在空中冷卻后稱量，導(dǎo)致稱量的剩余固體質(zhì)量偏大，計算出結(jié)晶水的質(zhì)量偏小，結(jié)果偏低，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾；坩堝；偏低