Question

【題目】孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，還含少量Fe、Si的化合物。某工廠以孔雀石為主要原料制備CuSO4·5H2O，主要步驟如下：

已知該條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的酸堿性而使 Fe3+、Fe2+、Cu2+生成沉淀的 pH 分別如下：

物質(zhì)	開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	完全沉淀時(shí)的pH
Fe（OH）3	2.2	3.2
Fe（OH）2	7.6	9.6
Cu（OH）2	4.7	6.4

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）為了提高孔雀石酸浸時(shí)的速率，除適當(dāng)增加濃硫酸濃度外，還可以采取的措施有:___(寫(xiě)一種)。

（2）試劑①是雙氧水，把 Fe2+氧化成 Fe3+的目的是___。根據(jù)如圖有關(guān)數(shù)據(jù)，你認(rèn)為工業(yè)上氧化操作時(shí)應(yīng)采取的條件是___。

（3）試劑②為CuO，其目的是調(diào)節(jié)溶液的 pH 保持在___范圍。操作Ⅰ的名稱(chēng)是___。

（4）溶液 C 得到CuSO4·5H2O的主要步驟是___、___、過(guò)濾、洗滌、干燥。

Answer 1

【答案】適當(dāng)提高反應(yīng)溫度(或攪拌、將礦石研磨成粉末等其他合理等案) 調(diào)節(jié)pH時(shí), Fe3+在Cu2+開(kāi)始沉淀之前就能沉淀完全，以而把雜質(zhì)快除去 溫度控制在80C，pH控制在1.5,氧化時(shí)間為4h左右 3.2≤pH<4.7 過(guò)濾 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶

【解析】

孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，還含少量Fe、Si的化合物，向孔雀石中加入足量稀硫酸，發(fā)生的反應(yīng)有Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑，硅和稀硫酸不反應(yīng)，溶液A只含Cu2+、Fe2+兩種金屬離子，然后過(guò)濾得到的濾渣中含有Si的氧化物，溶液A中含有含有鐵鹽和亞鐵鹽及硫酸銅，向溶液A中加入試劑①雙氧水得到溶液B，雙氧水是一種氧化劑，將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，向溶液B中加入試劑②CuO經(jīng)過(guò)操作Ⅰ得到溶液C和紅褐色沉淀D，則操作Ⅰ為過(guò)濾，D為Fe(OH)3，以及過(guò)量的試劑，溶液C為硫酸銅溶液，據(jù)此答題。

（1）為了提高孔雀石酸浸時(shí)的速率，可以采取的措施有: 適當(dāng)提高反應(yīng)溫度(或攪拌、將礦石研磨成粉末等其他合理等案)。

因此，本題正確答案是：適當(dāng)提高反應(yīng)溫度(或攪拌、將礦石研磨成粉末等其他合理等案)；

（2）試劑①是雙氧水，把 Fe2+氧化成 Fe3+的目的是調(diào)節(jié)pH時(shí), Fe3+在Cu2+開(kāi)始沉淀之前就能沉淀完全，以而把雜質(zhì)除去。

根據(jù)圖像可知，在80℃pH等于1.5時(shí)轉(zhuǎn)化率最高，所以應(yīng)該控制的條件就是溶液溫度控制在80℃，pH控制在1.5，氧化時(shí)間為4小時(shí)左右。

因此，本題正確答案是：溫度控制在80C，pH控制在1.5,氧化時(shí)間為4h左右；

（3）在溶液B中加CuO調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3+完全沉淀，而Cu2+不沉淀，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的 pH 保持在3.2≤pH<4.7范圍；向溶液B中加入CuO經(jīng)過(guò)操作Ⅰ得到溶液C和紅褐色沉淀D，則操作Ⅰ為過(guò)濾，
因此，本題正確答案是：過(guò)濾；

（4）溶液C為硫酸銅溶液，從硫酸銅溶液得到CuSO4·5H2O的主要步驟是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。

因此，本題正確答案是：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶。