Question

【题目】硅孔雀石是一种含铜的矿石，含铜形态为 CuCO3·Cu(OH)2 和 CuSiO3·2H2O，同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。以硅孔雀石为原料制取硫酸铜的工艺流程如图所示：

请回答下列问题;

（1）步骤①过滤所需的玻璃仪器包括烧杯、______________________。

（2）写出步骤①中在矿粉中加入30%稀硫酸时，CuSiO3·2H2O 发生反应的方程式：_______________________________________。

（3）步骤①中加入双氧水的作用是_____________________________（用离子方程式表示）

（4）步骤②中调节溶液的pH约为4，可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的，调节溶液pH可以选用的最佳试剂是_____________

A．Cu(OH)2 B．NH3·H2O C．CuO D．NaOH

（5）有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

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

步骤②中，调节pH时，所得滤渣B的成分的化学式为______________

（6）步骤③将滤液B通过加热浓缩、__________、过滤等操作可得到硫酸铜晶体。

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 冷却结晶

【解析】试题分析：由制备实验流程可知，Cu2（OH）2CO3、FeCO3、Fe2O3、Al2O3均与硫酸反应生成相应的硫酸盐，CuSiO3·2H2O与硫酸反应生成硫酸铜、硅酸沉淀，只有SiO2不反应，则滤渣a为SiO2、H2SiO3，双氧水具有氧化性将亚铁离子氧化为铁离子，所以溶液a含Cu2+、Fe3+、Al3+，体积PH=4促进Fe3+完全水解转化为沉淀，所以滤液B中主要为硫酸铜，蒸发浓缩、冷却结晶得到CuSO4 5H2O。

解析：根据以上分析，（1）过滤所需的玻璃仪器包括烧杯、漏斗和玻璃棒。

（2）稀硫酸与CuSiO3·2H2O 发生反应生成硫酸铜、硅酸、水，方程式是CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4+ H2SiO3+2 H2O。

（3）双氧水具有氧化性将亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式是2Fe2+ + H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O；

（4）步骤②中调节溶液的pH约为4，可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的，为不引入新杂质，调节溶液pH可以选用的最佳试剂是Cu(OH)2、CuO，故选AC；

（5）根据氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH，调节pH=4时，Fe3+完全水解、Al3+部分水解，所以得到滤渣B的成分的化学式为Fe(OH)3、Al(OH)3；（6）滤液B中主要为硫酸铜，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到CuSO4 5H2O。