Question

硅孔雀石是一種含銅礦石，含銅形態(tài)為CuC0₃?Cu（OH）₂和CuSi0₃?2H₂0，同時含有Si0₂、FeC0₃、Fe₂0₃、A1₂0₃等雜質．以其為原料制取硫酸銅的工藝流程如圖所示：

（1）步驟1中先加入足量稀硫酸，再加人雙氧水．則雙氧水參與該反應的離子方程式是

 

（2）步驟②調節(jié)溶液pH，可以選用的試劑是

 

．（填字母編號）
A．A1₂0₃   B．CuO    C．CuC0₃?Cu（OH）₂
（3）有關氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

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

則濾液B中含有的陽離子是

 

．
（4）將濾液B通過

 

、

 

過濾等操作可得到硫酸銅晶體．
（5）硫酸銅也可用硫化銅和氧氣在高溫、催化劑條件下化合制得，該反應的化學方程式是

 

．取384g CuS在一定條件下和氧氣完全反應，若發(fā)生2CuS+30₂=2CuO+2S0₂和4CuS+50₂=2Cu₂0+4S0₂兩個反應，在所得固體中Cu和O的物質的量之比n（Cu）：n（O）=4：a，此時消耗空氣的物質的量為bmol．則a=

 

．（氧氣占空氣體積的

1

5

）．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：（1）雙氧水將亞鐵離子氧化成鐵離子的離子方程式；
（2）加入的試劑能夠消化氫離子，但是不能引進新的雜質進行分析；
（3）依據(jù)表中離子沉淀的pH值判斷調節(jié)溶液酸堿性除去雜質剩余的離子；
（4）依據(jù)從蒸發(fā)結晶的正確操作解答；
（5）由題意硫化銅與氧氣反應生成硫酸銅，依據(jù)化合價升降守恒結合原子個數(shù)守恒配平方程式；
設CuO的物質的量為x，Cu₂0的物質的量為y，依據(jù)氧原子個數(shù)守恒計算生成的CuO和Cu₂0，然后計算n（Cu）：n（O）．

解答： 解：（1）雙氧水將亞鐵離子氧化成鐵離子的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（2）加入的試劑能夠中和溶液中的氫離子，還不能引進新的雜質，所以應該選用B．氧化銅、C．CuC0₃?Cu（OH）₂，
故選BC；
（3）由上表可知：當溶液pH=4時，可以完全除去三價鐵離子，鋁離子完全沉淀的pH值為5.2，所以只有部分鋁離子沉淀，而溶液中剩余銅離子、鋁離子和氫離子；
故答案為：Al³⁺、H⁺、Cu²⁺；
故答案為：Al³⁺、H⁺、Cu²⁺；
（4）從硫酸銅溶液中得到硫酸銅晶體應經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；
（5）由題意硫化銅與氧氣反應生成硫酸銅，依據(jù)化合價升降守恒結合原子個數(shù)守恒配平方程式：CuS+2O₂

高溫    .

催化劑

CuSO₄；
故答案為：CuS+2O₂

高溫    .

催化劑

CuSO₄；
384g CuS物質的量=

384g

94g/mol

=4mol，設CuO的物質的量為x，Cu₂0的物質的量為y，依據(jù)方程式2CuS+30₂=2CuO+2S0₂和4CuS+50₂=2Cu₂0+4S0₂，
則依據(jù)銅原子個數(shù)守恒可知：x+2y=4；
依據(jù)氧原子個數(shù)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．

點評：本題為工藝流程題，考查了方程式的書寫、物質分離的方法、有關方程式的計算，題目難度中等．