Question

(16分) 硅孔雀石是一種含銅礦石，含銅形態(tài)為CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O，同時含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等雜質(zhì)。以其為原料制取硫酸銅的工藝流程如圖：

（1）完成步驟①中稀硫酸與CuSiO3·2H2O反應的化學方程式：

CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4 +_______+H2O；雙氧水的作用是____ 。

（2）步驟②調(diào)節(jié)溶液pH，可以選用的試劑是______。

A． CuO B．Fe2O3 C．Al2O3 D．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

步驟②中，調(diào)節(jié)pH=4時，所得濾渣B的成分的化學式為 ，濾液B中除Cu2+外, 還含有的金屬陽離子是 。

（4）將濾液B通過 、 ，過濾等操作可得到硫酸銅晶體。

（5）測定硫酸銅晶體結(jié)晶水的含量時，應將其放入______中灼燒。加熱失水后，若在空氣中冷卻稱量，測定結(jié)果____(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。

 

Answer 1

(16分)（1）H4SiO4 (2分)，將Fe2+ 氧化成Fe3+ (2分)

（2） AD（4分,選一個對的得2分,全對4分）（3）Fe(OH)3、Al(OH)3 (2分 各1分) ，Al3+ (1分)

（4）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(2分) （5）坩堝 (1分) ； 偏低 (2分)

【解析】

試題分析：（1）利用質(zhì)量守恒定律，可以判斷未知物是原硅酸，利用觀察法配平反應方程式為：CuSiO3?2H2O+H2SO4＝CuSO4+H4SiO4+H2O；雙氧水具有氧化性，能把亞鐵離子氧化成鐵離子；

（2）由于濾液A顯示酸性，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(zhì)，所以應該選用氧化銅或氫氧化銅，故選AD；

（3）有表中數(shù)據(jù)可知，pH＝4時，三價鐵離子完全生成了氫氧化鐵沉淀，而鋁離子也開始形成氫氧化鋁沉淀，所以所得濾渣B的成分的化學式為Fe(OH)3、Al(OH)3；由于鋁離子完全沉淀需要的pH是5.2，所以鋁離子沒有完全沉淀，因此濾液B中除Cu2+外, 還含有的金屬陽離子是Al3+；

（4）濾液一般可以通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到晶體；

（5）固體灼燒一般在坩堝中完成；若是在空中冷卻后稱量，導致稱量的剩余固體質(zhì)量偏大，計算出結(jié)晶水的質(zhì)量偏小，結(jié)果偏低。

考點：考查以硅孔雀石為原料制取硫酸銅的工藝流程