Question

【题目】硅孔雀石是一种含铜矿石，含铜形态为和，同时含有、、、等杂质。以其为原料制取硫酸铜的工艺流程如图：

（1）将硅孔雀石研磨成粉的目的：__________________；步骤①中稀硫酸与反应的化学方程式：__________________。

（2）双氧水的作用是__________________；滤渣的主要成分为__________________。

（3）步骤②调节溶液，可以选用的试剂是______。

A. CuO B. NaOH C.Al2O3 D. Cu(OH)2

（4）有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的如下表：

氢氧化物
开始沉淀的	3.3	1.5	6.5	4.2
沉淀完全的	5.2	3.7	9.7	6.7

步骤②中，调节，所得滤渣的成分的化学式为____________，滤液中除外，还含有的金属阳离子是______。

（5）将滤液通过____________操作可得到五水硫酸铜晶体。测定硫酸铜晶体结晶水的含量时，应将其放入______中灼烧。加热失水后，若在空气中冷却称量，测定结果______（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。

Answer 1

【答案】增大接触面积，增大反应速率 CuSiO32H2O+H2SO4═CuSO4+H2SiO3+2H2O 将氧化成 SiO2和H2SiO3 AD 、 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 坩埚 偏低

【解析】

由化学工艺流程图可知，加入30%稀硫酸，可以使硅孔雀石中CuCO3Cu（OH）2、CuSiO32H2O、FeCO3、Fe2O3和A12O3溶解，SiO2不反应，CuSiO32H2O与硫酸反应生成硫酸铜、硅酸和水；再加入双氧水，酸性条件下，双氧水将亚铁离子氧化为铁离子，过滤，滤渣A中含有二氧化硅和硅酸，滤液中含有Cu2+、Fe3+、Al3+；加入氧化铜或氢氧化铜调节溶液pH到4，三价铁离子完全水解转化为氢氧化铁沉淀除去，铝离子部分转化为氢氧化铝沉淀，过滤，滤渣B为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，滤液B中含有铜离子、铝离子和氢离子；滤液B通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得硫酸铜晶体。

（1）将硅孔雀石研磨成粉可以增大反应物的接触面积，增大反应速率，使反应更加充分；步骤①中稀硫酸与CuSiO32H2O反应生成硫酸铜、硅酸和水，反应的离子方程式为

CuSiO32H2O+H2SO4═CuSO4+H2SiO3+2H2O，故答案为：增大接触面积，增大反应速率；CuSiO32H2O+H2SO4═CuSO4+H2SiO3+2H2O；

（2）加入双氧水的目的是将亚铁离子氧化成铁离子，便于调节溶液pH时，将三价铁离子转化为沉淀除去；由流程可知，加入30%稀硫酸，SiO2不反应，CuSiO32H2O与硫酸反应生成硫酸铜、硅酸和水，则滤渣A中含有二氧化硅和硅酸，故答案为：Fe2+将氧化为Fe3+；SiO2和H2SiO3；

（3）步骤②调节溶液pH时，加入的试剂能够中和溶液中的氢离子，但不能引进新的杂质，则应该选用CuO和Cu（OH）2，故答案为：AD；

（4）由题给表格数据可知，步骤②调节溶液pH到4，三价铁离子完全水解转化为氢氧化铁沉淀除去，铝离子部分转化为氢氧化铝沉淀，则滤渣B为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，滤液B中含有铜离子、铝离子和氢离子，故答案为：Fe（OH）3、Al（OH）3；Al3+；

（5）从滤液B中得到硫酸铜晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；测定硫酸铜晶体中结晶水的含量时，应将其放入坩埚中灼烧；若是在空中冷却后称量，导致称量的剩余固体质量偏大，计算出结晶水的质量偏小，结果偏低，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；坩埚；偏低