Question

据报道, 有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下，酸性溶液中，将黄铜矿氧化成硫酸盐：

4CuFeS₂ + 2H₂SO₄ + 17O₂ = 4CuSO₄ + 2Fe₂(SO₄)₃ + 2H₂O

（1）      利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾（CuSO₄·5H₂O）：

①溶液B显        （填“酸”、“碱”或“中”）性，原因是                          （用离子方程式表示）。

②分析下表所提供的数据可知，加入CuO可除去CuSO₄溶液中的Fe³⁺。

请运用沉淀溶解平衡的有关理论解释加入CuO能除去CuSO₄溶液中Fe³⁺的原因：

                                                                              

③操作a的名称是            ，操作b的操作方法是                             。

④检验溶液B中Fe³⁺是否被除尽的试剂是                     ，证明Fe³⁺已被除尽的现象是                                                。

（2）在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B中提炼金属铜（要求：一种方案只用一个反应来完成）。写出两种方案的化学方程式：

方案一：                                                                       

方案二:                                                                        

Answer 1

（1）①酸（1分）　 Cu²⁺+2H₂O_{Cu(OH) 2+2H⁺ （2分）}

②加入CuO使溶液中的c(H⁺)减小， c(OH^-)浓度增大，使溶液中c (Fe³⁺)·c (OH^-)³＞Ksp［Fe(OH)₃］，使Fe³⁺生成沉淀而除去（2分）

③过滤（1分） 蒸发浓缩，冷却结晶（2分）

④KSCN溶液（1分） 溶液不变红（1分）

（2）CuSO₄+Fe＝FeSO₄+Cu （2分）　

2CuSO₄+ 2H₂O_{2Cu+O2↑+H2SO4（2分）}