Question

（10分）某科研小组探究工业废Cu粉（杂质含有SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃中的一种或几种）的组成并制备少量CuSO₄·5H₂O，实现废物综合利用，实验过程如下：

过程Ⅰ：

（1）废Cu粉中一定含有的杂质是         （填化学式）。

（2）写出过程②发生反应的离子方程式：              。

过程Ⅱ：

（3）综合过程Ⅰ、II，计算废Cu粉中各成分的质量之比是        （化为最简整数比）

过程Ⅲ：已知25℃时：

电解质	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
溶度积（Ksp）	2.2×10^－20	8.0×10^－16	4.0×10^－38
开始沉淀时的pH	5.4	6.5	3.5
完全沉淀时的pH	6.4	9.6	4.0

（4）在Ⅱ中所得蓝色溶液中加入一定量的H₂O₂ 溶液，调节溶液的pH范围为         ，然后过滤、结晶，可得CuSO₄·5H₂O。

（5）下列与 Ⅲ方案 相关的叙述中，正确的是       （填字母）。

A．H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染

B．将Fe²⁺ 氧化为Fe³⁺ 的主要原因是Fe(OH)₂沉淀比Fe(OH)₃沉淀较难过滤

C．调节溶液pH选择的试剂可以是氢氧化铜或氧化铜

D．在pH＞4的溶液中Fe³⁺一定不能大量存在

Answer

（10分）

（1）Fe2O3 SiO2 （2分）

（2）SiO2+2OH－==SiO32－+H2O（2分）

（3）m （Cu）∶m（Fe2O3）∶m（SiO2）=16∶16∶15 （2分）

（4）4.0≤pH＜5.4 （2分）

（5）A、C、D （2分， 全对2分，漏一个扣1分，有错选得0分）

【解析】

试题分析：（1）X和过量的稀硫酸反应生成蓝色溶液为铜离子的颜色，但是铜和硫酸不反应，所以只能是固体中有氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁和铜反应生成了铜离子，所以固体中一定有氧化铁，不溶于硫酸的固体和氢氧化钠反应溶解了4.92-1.92=3克，该固体为二氧化硅，质量为3克。所以肯定有的杂质为Fe2O3和 SiO2 。（2）反应②为二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，离子方程式为：SiO2+2OH－==SiO32－+H2O。（3）二氧化硅的质量为3克，则氧化铁和铜的质量和为9.4-3=6.4克，假设氧化铁的物质的量为xmol，铜的物质的量为ymol，则由160x+64y=6.4 64y-64x=1.92，解x=0.02 y=0.05，则氧化铁的质量为0.02×160=3.2克，铜的质量为0.05×64=3.2克，所以 m （Cu）∶m（Fe2O3）∶m（SiO2）=16∶16∶15。（4）因为要使亚铁离子被过氧化氢氧化成铁离子，氢氧化铁沉淀完全的pH为4.0，氢氧化铜开始沉淀的pH为5.4，所以调节范围为4.0≤pH＜5.4。（5）A过氧化氢做氧化剂生成水，是绿色氧化剂，正确；B、将亚铁离子转化为铁离子是为了能将铁元素与铜元素分离，错误；C、调节溶液的pH值不能引入新的杂质，氢氧化铜或氧化铜都可以；D、铁离子在pH=4时已经完全沉淀，不能大量存在，正确。所以选A、C、D。

考点：物质的分离和提纯和基本实验操作的综合应用

【名师点睛】混合物的分离和提纯时考纲中明确要求的考点，重点考查了学生的分析和实验能力。为高考常见题型和高拼考点。注意掌握检验未知物的常用方法，能根据反应现象判断存在的物质，注意合理分析题中数据，根据题中数据及反映方程式进行计算。