Question

(12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、A1₂O₃等杂质。以其为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图所示：

（1）步骤1中先加入足量稀硫酸，再加人双氧水。则双氧水参与该反应的离子方程式是_________________。

（2）步骤②调节溶液pH，可以选用的试剂是________。(填字母编号)

A．A1₂O₃    B．CuO    C．CuCO₃·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

则滤液B中含有的阳离子是__________________________。

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

（5）硫酸铜也可用硫化铜和氧气在高温、催化剂条件下化合制得，该反应的化学方程式是______________。取384g CuS在一定条件下和氧气完全反应，若发生2CuS+3O₂=2CuO+2SO₂和4CuS+5O₂=2Cu₂O+4SO₂两个反应，在所得固体中Cu和O的物质的量之比n(Cu)：n(O)=4：a，此时消耗空气的物质的量为bmol。则a=__________。（氧气占空气体积的五分之一）

Answer

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

（4）蒸发浓缩、冷却结晶；（5）CuS+2O2CuSO4；a=b-8。

【解析】

试题分析：（1）步骤1中先加入足量稀硫酸，可以使盐溶解，再加入双氧水，可以把溶液中Fe2+氧化为Fe3+。根据电子转移数目相等可知：双氧水参与该反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（2）步骤②调节溶液pH，应该既可以消耗溶液中H+，同时也不引入杂质离子，因此加入的物质应该是含有Cu元素的化合物，因此是CuO、CuCO3·Cu(OH)2，选项是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，所以滤液B中含有的阳离子是Al3+、H+、Cu2+；（4）将滤液B通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作可得到硫酸铜晶体。（5）用硫化铜和氧气在高温、催化剂条件下化合制得硫酸铜，根据元素原子守恒和电子守恒，可得该反应的化学方程式是CuS+2O2CuSO4；n(O2)=;n(CuS)= 384g÷96g/mol=4mol。假设发生反应产生n(CuO)=xmol；n(Cu2O)=ymol，则根据元素守恒可得：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。

考点：考查离子方程式的书写、调整溶液pH的试剂的选用、溶液成分和混合物的成分的确定的知识。