Question

(16分) 硅孔雀石是一种含铜矿石，含铜形态为CuCO₃·Cu(OH)₂和CuSiO₃·2H₂O，同时含有SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃、Al₂O₃等杂质。以其为原料制取硫酸铜的工艺流程如图：

（1）完成步骤①中稀硫酸与CuSiO₃·2H₂O反应的化学方程式：

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

（2）步骤②调节溶液pH，可以选用的试剂是______。

A． CuO        B．Fe₂O₃       C．Al₂O₃            D．Cu(OH)₂

（3）有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

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

步骤②中，调节pH=4时，所得滤渣B的成分的化学式为      ，滤液B中除Cu²⁺外, 还含有的金属阳离子是        。

（4）将滤液B通过         、        ，过滤等操作可得到硫酸铜晶体。

（5）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

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

（2） AD（4分,选一个对的得2分,全对4分）（3）Fe(OH)3、Al(OH)3 (2分 各1分) ，Al3+ (1分)

（4）蒸发浓缩、冷却结晶(2分) （5）坩埚 (1分) ； 偏低 (2分)

【解析】

试题分析：（1）利用质量守恒定律，可以判断未知物是原硅酸，利用观察法配平反应方程式为：CuSiO3•2H2O+H2SO4＝CuSO4+H4SiO4+H2O；双氧水具有氧化性，能把亚铁离子氧化成铁离子；

（2）由于滤液A显示酸性，加入的试剂能够中和溶液中的氢离子，还不能引进新的杂质，所以应该选用氧化铜或氢氧化铜，故选AD；

（3）有表中数据可知，pH＝4时，三价铁离子完全生成了氢氧化铁沉淀，而铝离子也开始形成氢氧化铝沉淀，所以所得滤渣B的成分的化学式为Fe(OH)3、Al(OH)3；由于铝离子完全沉淀需要的pH是5.2，所以铝离子没有完全沉淀，因此滤液B中除Cu2+外, 还含有的金属阳离子是Al3+；

（4）滤液一般可以通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到晶体；

（5）固体灼烧一般在坩埚中完成；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。

考点：考查以硅孔雀石为原料制取硫酸铜的工艺流程