Question

硅孔雀石是一种含铜矿石，含铜形态为CuC0₃?Cu（OH）₂和CuSi0₃?2H₂0，同时含有Si0₂、FeC0₃、Fe₂0₃、A1₂0₃等杂质．以其为原料制取硫酸铜的工艺流程如图所示：

（1）步骤1中先加入足量稀硫酸，再加人双氧水．则双氧水参与该反应的离子方程式是

 

（2）步骤②调节溶液pH，可以选用的试剂是

 

．（填字母编号）
A．A1₂0₃   B．CuO    C．CuC0₃?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

则滤液B中含有的阳离子是

 

．
（4）将滤液B通过

 

、

 

过滤等操作可得到硫酸铜晶体．
（5）硫酸铜也可用硫化铜和氧气在高温、催化剂条件下化合制得，该反应的化学方程式是

 

．取384g CuS在一定条件下和氧气完全反应，若发生2CuS+30₂=2CuO+2S0₂和4CuS+50₂=2Cu₂0+4S0₂两个反应，在所得固体中Cu和O的物质的量之比n（Cu）：n（O）=4：a，此时消耗空气的物质的量为bmol．则a=

 

．（氧气占空气体积的

1

5

）．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：（1）双氧水将亚铁离子氧化成铁离子的离子方程式；
（2）加入的试剂能够消化氢离子，但是不能引进新的杂质进行分析；
（3）依据表中离子沉淀的pH值判断调节溶液酸碱性除去杂质剩余的离子；
（4）依据从蒸发结晶的正确操作解答；
（5）由题意硫化铜与氧气反应生成硫酸铜，依据化合价升降守恒结合原子个数守恒配平方程式；
设CuO的物质的量为x，Cu₂0的物质的量为y，依据氧原子个数守恒计算生成的CuO和Cu₂0，然后计算n（Cu）：n（O）．

解答： 解：（1）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：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（2）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B．氧化铜、C．CuC0₃?Cu（OH）₂，
故选BC；
（3）由上表可知：当溶液pH=4时，可以完全除去三价铁离子，铝离子完全沉淀的pH值为5.2，所以只有部分铝离子沉淀，而溶液中剩余铜离子、铝离子和氢离子；
故答案为：Al³⁺、H⁺、Cu²⁺；
故答案为：Al³⁺、H⁺、Cu²⁺；
（4）从硫酸铜溶液中得到硫酸铜晶体应经过蒸发浓缩、冷却结晶；
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（5）由题意硫化铜与氧气反应生成硫酸铜，依据化合价升降守恒结合原子个数守恒配平方程式：CuS+2O₂

高温    .

催化剂

CuSO₄；
故答案为：CuS+2O₂

高温    .

催化剂

CuSO₄；
384g CuS物质的量=

384g

94g/mol

=4mol，设CuO的物质的量为x，Cu₂0的物质的量为y，依据方程式2CuS+30₂=2CuO+2S0₂和4CuS+50₂=2Cu₂0+4S0₂，
则依据铜原子个数守恒可知：x+2y=4；
依据氧原子个数守恒可知：

1

2

x+

1

2

y+4=b×

1

5

；
解得：x=0.8b-20，y=12-0.4b，
所以n（Cu）：n（O）=4：a=4：（x+y）=4：（

2

5

b-8）；
所以a=

2

5

b-8．

点评：本题为工艺流程题，考查了方程式的书写、物质分离的方法、有关方程式的计算，题目难度中等．