Question

孔雀石的主要成分为Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量的FeO、Fe₂O₃、SiO₂。实验室以孔雀石为原料制备CuSO₄·5H₂O的步骤如下：

为解决有关问题，兴趣小组同学查得有关物质沉淀的pH数据如右表。请回答：

物质	pH (开始沉淀)	pH(完全沉淀)
Fe(OH)3	1.9	3.2
Fe(OH)2	7.0	9.0
Cu(OH)2	4.7	6.7

(1)溶液A中的金属阳离子有         ；若调pH＝9.0将杂质铁元素除去，其后果是：            。

(2)“除杂”时先加入足量H₂O₂，目的是                ；再加入CuO固体调节溶液pH的范围至         ，其中加入CuO作用是                  。

(3)操作X包括           、         、过滤和洗涤等；在进行该操作时，将溶液B再适当酸化目的是                          。

Answer

(1)(5分)Cu2+、Fe2+、Fe3+ (3分)溶液pH＝9.0 时Cu2+也会沉淀(2分)

(2)(4分)将Fe2＋氧化成Fe3＋(1分) 3.2＜pH＜4.7 (或3.2~4.7之间，1分) 中和溶液中H＋使溶液的pH升高(1分)，促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀 (或调节pH至Fe3＋的沉淀范围，1分)

(3)(3分)蒸发浓缩、冷却结晶(2分) 抑制Cu2＋的水解(1分)

【解析】

试题分析：孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3(含少量FeO、Fe2O3、SiO2)，加入稀硫酸过滤得到滤渣二氧化硅和溶液A为硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁，加入W为过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氧化铜调节溶液的PH沉淀铁离子，过滤得到沉淀B为氢氧化铁和过量的氧化铜，溶液B为硫酸铜溶液，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥得到硫酸铜晶体；

(1)Cu2(OH)2CO3、FeO和Fe2O3溶解于稀硫酸所得溶液A中的金属阳离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+；将溶液的pH调节到9.0时，除铁元素生成沉淀后，Cu2+也会沉淀；

(2)“除杂”时先加入足量H2O2，目的是将Fe2＋氧化成Fe3＋；再至Fe3+完全沉淀的pH为3.2，Cu2+开始沉淀时pH为4.7，则加入CuO固体调节溶液pH的范围3.2＜pH＜4.7；加入CuO作用是中和溶液中H＋使溶液的pH升高(1分)，促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀；

(3)经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤和洗涤等操作可获得硫酸铜晶体；操作过程中需要将溶液酸化达到抑制Cu2＋的水解的目的。

考点：考查物质制备的过程分析判断，主要是杂质离子的分离、离子性质的理解应用。