硫酸铜在化工和农业方面有很广泛的用处,某化学兴趣小组查阅资料,用两种不同的原料制取硫酸铜。

方式一:一种含铜的矿石(硅孔雀石矿粉),含铜形态为CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O(含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质)。以这种矿石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图:

请回答下列问题:

⑴完成步骤①中稀硫酸与CuSiO3·2H2O发生反应的化学方程式

CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4 +________+H2O;

⑵步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是__________________

A.  CuO             B. MgO       C. FeCO3               D NH3·H2O

⑶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

由上表可知:当溶液pH=4时,不能完全除去的离子是________。

⑷滤液B通过蒸发浓缩(设体积浓缩为原来的一半)、冷却结晶可以得到CuSO4·5H2O晶体。某同学认为上述操作会伴有硫酸铝晶体的析出。请你结合相关数据对该同学的观点予以评价(已知常温下,Al2(SO4)3饱和溶液中C(Al3+)=2.25mol·L-1,Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34) ________(填“正确”或“错误”)。

方式二:以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示:

Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS2,含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎

Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验,将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区,恒速搅拌,使矿粉溶解。在阴极区通入氧气,并加入少量催化剂。[]

Ⅲ.一段时间后,抽取阴极区溶液,向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应:

2RH(有机相)+ Cu2+(水相)R2Cu

(有机相)+ 2H+(水相)

分离出有机相,向其中加入一定浓度的硫酸,使Cu2+得以再生。

Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。

(5)黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应:

CuFeS2 + 4H+ = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S    2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H+

电解过程中,阳极区Fe3+的浓度基本保持不变,原因是____________________(用电极反应式表示)。

(6)步骤Ⅲ,向有机相中加入一定浓度的硫酸,Cu2+得以再生的原理是_____________ 。

(7)步骤Ⅳ,若电解0.1mol CuSO4溶液,生成铜3.2 g,此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 ____ 。

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