Question

【题目】硅孔雀石是一种含铜矿石，含铜形态为CuCO3Cu(OH)2和CuSiO32H2O，同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。以其为原料制取硫酸铜的工艺流程如图：

(1)完成步骤①中稀硫酸与CuSiO32H2O反应的化学方程式：

CuSiO32H2O+H2SO4=CuSO4+_______+H2O；双氧水的作用是______________。

(2)步骤②调节溶液pH，可以选用的试剂是______。

A．CuO B．Fe2O3 C．Al2O3 D．Cu(OH)2

(3)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=4时，所得滤渣B的成分的化学式为______________，滤液B中除Cu2+外,还含有的金属阳离子是______________。

(4)将滤液B通过______________、______________，过滤等操作可得到硫酸铜晶体。

(5)测定硫酸铜晶体结晶水的含量时，应将其放入______________中灼烧。加热失水后，若在空气中冷却称量，测定结果______________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。

Answer 1

【答案】

(1)H4SiO4，将Fe2+氧化成Fe3+

(2)AD；(3)Fe(OH)3、Al(OH)3，Al3+

(4)蒸发浓缩、冷却结晶；(5)坩埚；偏低

【解析】

试题分析：(1)利用质量守恒定律，可以判断未知物是硅酸，利用观察法配平反应方程式为：CuSiO32H2O+H2SO4═CuSO4+H4SiO4+H2O；双氧水将亚铁离子氧化成铁离子的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；故答案为：H4SiO4；将Fe2+氧化成Fe3+；

(2)由于滤液A显示酸性，加入的试剂能够中和溶液中的氢离子，还不能引进新的杂质，所以应该选用氧化铜，氢氧化铜，故选AD；故答案为：AD；

(3)步骤②中，调节pH=4时，所得滤渣B的成分依据表中数据可知，pH=4时，三价铁离子完全生成了氢氧化铁沉淀，而铝离子完全沉淀需要的PH是5.2，所以铝离子没有完全沉淀，铝离子有少量沉淀，所以渣B的成分为：Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液B中除Cu2+外,还含有的金属阳离子是Al3+，故答案为：Fe(OH)3；Al(OH)3；Al3+；

(4)滤液B为硫酸铜溶液，通过蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤等操作可得到硫酸铜晶体；故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；

(5)测定硫酸铜晶体中结晶水的含量，需要的仪器是酒精灯、托盘天平、三角架、泥三角、玻璃棒、干燥器、坩埚钳、研钵、药匙和坩埚；若是在空中冷却后称量，导致称量的剩余固体质量偏大，计算出结晶水的质量偏小，结果偏低；故答案为：坩埚；偏低。