Question

5．以黄铜矿（主要成分是CuFeS₂，含少量杂质SiO₂）为原料炼铜的方法分为高温炼铜和湿法炼铜两种．近年来，湿法炼铜有了新进展．科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下，可以将黄铜矿氧化成硫酸盐，反应方程式如下：（4CuFeS₂+2H₂SO₄+17O₂═4CuSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O），某工厂运用该原理生产铜和绿矾（FeSO₄的晶体，含结晶水）．
资料：①部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表：

沉淀物	Cu（OH）2	Fe（OH）3	Fe（OH）2
开始沉淀pH	4.7	2.7	7.6
完全沉淀pH	6.7	3.7	9.6

②在溶液中，存在反应：Fe₂（SO₄）₃+Fe═3FeSO₄
回答下列问题：
（1）溶液A的成分为H₂SO₄、CuSO₄、Fe₂（SO₄）₃（写化学式），试剂b为稀硫酸；
（2）反应Ⅱ中加CuO调pH为3.7～4的目的是使Fe³⁺形成Fe（OH）₃沉淀，防止生成Cu（OH）₂沉淀；
（3）反应Ⅲ的化学方程式CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄；
（4）欲从溶液中获得绿矾晶体，分离操作Ⅰ应为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．

Answer 1

分析 （1）根据黄铁矿和稀硫酸反应生成硫酸铜、硫酸铜，以及加入的硫酸是过量的进行分析；
根据固体A的成分是氧化铜和氢氧化铁，酸会与金属氧化物和不溶性碱反应，所以a是稀硫酸进行分析；
（2）根据氢氧化铜、氢氧化铁沉淀时的pH值进行分析；
（3）根据硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜进行分析；
（4）根据从溶液中的到晶体的方法进行分析．

解答 解：（1）黄铜矿和稀硫酸反应生成硫酸铜、硫酸铜，以及加入的硫酸是过量的，所以溶液A的成分为H₂SO₄、CuSO₄、Fe₂（SO₄）₃；
固体A的成分是氧化铜和氢氧化铁，酸会与金属氧化物和不溶性碱反应，所以a是稀硫酸；
（2）通过分析氢氧化铜、氢氧化铁沉淀时的pH值可知，反应Ⅱ中加CuO调pH为3.7～4的目的是使Fe³⁺形成Fe（OH）₃沉淀，防止生成Cu（OH）₂沉淀；
（3）硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄；
（4）欲从溶液中获得绿矾晶体，分离操作Ⅰ应为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．
故答案为：（1）H₂SO₄、CuSO₄、Fe₂（SO₄）₃，稀硫酸（或稀H₂SO₄）；
（2）使Fe³⁺形成Fe（OH）₃沉淀，防止生成Cu（OH）₂沉淀；
（3）CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄；
（4）蒸发浓缩、冷却结晶．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中的提示进行解答．