Question

(12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(shí)含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、A12O3等雜質(zhì)。以其為原料制取硫酸銅的工藝流程如下圖所示：

（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(yīng)的離子方程式是_________________。

（2）步驟②調(diào)節(jié)溶液pH，可以選用的試劑是________。(填字母編號(hào))

A．A12O3 B．CuO C．CuCO3·Cu(OH)2

（3）有關(guān)氫氧化物開(kāi)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(kāi)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(yáng)離子是__________________________。

（4）將濾液B通過(guò)_______、________、過(guò)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(yīng)的化學(xué)方程式是______________。取384g CuS在一定條件下和氧氣完全反應(yīng)，若發(fā)生2CuS+3O2=2CuO+2SO2和4CuS+5O2=2Cu2O+4SO2兩個(gè)反應(yīng)，在所得固體中Cu和O的物質(zhì)的量之比n(Cu)：n(O)=4：a，此時(shí)消耗空氣的物質(zhì)的量為bmol。則a=__________。（氧氣占空氣體積的五分之一）

Answer 1

（1）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（2）B、C；（3）Al3+、H+、Cu2+；

（4）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；（5）CuS+2O2CuSO4；a=b-8。

【解析】

試題分析：（1）步驟1中先加入足量稀硫酸，可以使鹽溶解，再加入雙氧水，可以把溶液中Fe2+氧化為Fe3+。根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等可知：雙氧水參與該反應(yīng)的離子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（2）步驟②調(diào)節(jié)溶液pH，應(yīng)該既可以消耗溶液中H+，同時(shí)也不引入雜質(zhì)離子，因此加入的物質(zhì)應(yīng)該是含有Cu元素的化合物，因此是CuO、CuCO3·Cu(OH)2，選項(xiàng)是B、C；（3）由于Al(OH)3沉淀完全的pH是5.2；Fe(OH)3沉淀完全的pH是3.7；Cu(OH)2沉淀完全的pH是6.7，而控制的溶液pH=4，所以濾液B中含有的陽(yáng)離子是Al3+、H+、Cu2+；（4）將濾液B通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾等操作可得到硫酸銅晶體。（5）用硫化銅和氧氣在高溫、催化劑條件下化合制得硫酸銅，根據(jù)元素原子守恒和電子守恒，可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式是CuS+2O2CuSO4；n(O2)=;n(CuS)= 384g÷96g/mol=4mol。假設(shè)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生n(CuO)=xmol；n(Cu2O)=ymol，則根據(jù)元素守恒可得：x+2y=4mol；3x/2+5y/2=。(x+2y)：(x+y)= 4：a。整理可得x=4b/5-20；y=12-2b/5；a=b-8。

考點(diǎn)：考查離子方程式的書(shū)寫、調(diào)整溶液pH的試劑的選用、溶液成分和混合物的成分的確定的知識(shí)。