Question

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)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              。

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

(4)硫酸铜也可以用硫化铜和氧气在高温条件下化合制得，该反应的化学方程式             。

Answer

(1)H4SiO4；将Fe2+氧化成Fe3+

(2)Fe(OH)3、Al(OH)3；Al3+

(3)蒸发浓缩、冷却结晶

(4)CuS+2O2CuSO4

【解析】

试题分析：(1)利用质量守恒定律，可以判断未知物是硅酸，利用观察法配平反应方程式为：CuSiO3•2H2O+H2SO4═CuSO4+H4SiO4+H2O；双氧水将亚铁离子氧化成铁离子的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；

(2)步骤②中，调节pH=4时，所得滤渣B的成分依据表中数据可知，pH=4时，三价铁离子完全生成了氢氧化铁沉淀，而铝离子完全沉淀需要的PH是5.2，所以铝离子没有完全沉淀，铝离子有少量沉淀，所以渣B的成分为：Fe(OH)3、Al(OH)3 ，滤液B中除Cu2+外，还含有的金属阳离子是Al3+；

(3)滤液B为硫酸铜溶液，通过蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤等操作可得到硫酸铜晶体；

(4)硫化铜和氧气在高温条件下化合制得硫酸铜的化学方程式为 CuS + 2O2 CuSO4 。

考点：借助硅孔雀石为原料制取硫酸铜的工艺流程，考查化学方程式书写、误差分析、化学计算等。