Question

氧化铜矿石含有CuO和Cu₂(OH) ₂CO₃，还含有Fe₂O₃、FeO和SiO₂等。铜、铁是畜禽所必需的微量元素。某饲料厂联合生产硫酸铜和硫酸亚铁工艺流程如下：

（1）氧化铜矿石粉碎的目的是             。氧化时加入的KMnO₄的作用是        。

（2）写出“酸浸”中Cu₂(OH) ₂CO₃发生反应的离子方程式                        。

（3）“中和/过滤”中加入CuCO₃的目的是                        。

（4）流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有烧杯、       。

（5）加入铁屑的作用是              、              。

（6）下表和图为“烘干粉碎”的试验结果。

表2中，m为CuSO₄·5H₂O晶体的质量，x为干燥后所得晶体中结晶水的个数。据此可确定由CuSO₄·5H₂O和FeSO₄·7H₂O脱水得流程中所示产品的适宜工艺条件分别为            ，             （分别指出两条件的温度和时间）。

Answer

（1）增大接触面积，加快化学反应速率；

（2）Cu2(OH)2CO3＋4H+＝2Cu2+＋3H2O＋CO2↑；

（3）适当降低溶液的酸性，使Fe3+水解成沉淀而除出；

（4）玻璃棒、普通漏斗（2分，或漏斗）；

（5）使母液中Fe3+转化为Fe2+、除去Cu2+，提高硫酸亚铁晶体的纯度；

（6）160℃、3h；125（±5）℃、4.0h。

【解析】

试题分析：（1）粉碎铜屑的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高原料的利用率，杂质中含有FeO，FeO和H2SO4反应生成Fe2＋，高锰酸钾具有强氧化性，能把Fe2＋氧化成Fe3＋；(2)碱式碳酸铜和硫酸反应的离子反应方程式为：Cu2(OH) 2CO3＋4H+＝2Cu2+＋3H2O＋CO2↑；（3）根据流程图，加入碳酸铜作用是调节pH，使Fe3＋全部转化成Fe(OH)3；(4)过滤时需要的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒；(5)加入铁屑，发生Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，因此作用是：使母液中Fe3+转化为Fe2+、除去Cu2+，提高硫酸亚铁晶体的纯度；（6）根据信息，得到产品是CuSO4·H2O，x=1，因此条件是160℃、3h；得到FeSO4·3H2O，根据图6，条件是125（±5）℃、4.0h 。

考点：考查化学工艺流程，涉及化学反应原理、元素及其化合物的性质等知识。