Question

硅孔雀石是一种含铜的矿石，含铜形态为CuCO3?Cu（OH）2和CuSiO3?2H2O，同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、A12O

硅孔雀石是一种含铜的矿石，含铜形态为CuCO3?Cu（OH）2和CuSiO3?2H2O，同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、A12O3等杂质．以硅孔雀石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图：请回答下列问题：（1）完成步骤①中稀硫酸与CuSiO3?2H2O发生反应的化学方程式CuSiO3?2H2O+H2SO4=CuSO4+______+H2O；用离子方程式表示双氧水的作用______．（2）步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是______．A．Fe2O3 B．CuO C．A12O3 D．NH3?H2O（3）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由上表可知：当溶液pH=4时，可以完全除去的离子是______，不能完全除去的离子是______．（4）滤液B通过蒸发浓缩（设体积浓缩为原来的一半）、冷却结晶可以得到CuSO4?5H2O晶体．某同学认为上述操作会拌有硫酸铝晶体的析出．请你结合相关数据对该同学的观点予以评价（已知常温下，A12（SO4）3饱和溶液中c（A13+）=2.25mol?L-1，Ksp[A1（OH）3]=3.2×10-34）______．（5）若要测定硫酸铜晶体中结晶水的含量，需要的仪器是酒精灯、托盘天平、三角架、泥三角、玻璃棒、干燥器、坩埚钳、研钵、药匙、______．实验过程中硫酸铜晶体加热失水后在空中冷却后称量，则测定结果______（填“偏高”、“偏低”或“不变”）．

Answer 1

（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+H₂SiO₃+2H₂O；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，
故答案为：H₂SiO₃；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（2）由于滤液A显示酸性，加入的试剂能够中和溶液中的氢离子，还不能引进新的杂质，所以应该选用B氧化铜，故选B；
（3）有表中数据可知，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，
故答案为：Fe³⁺；Al³⁺；
（4）PH=4时，溶液中的氢氧根离子的浓度为：1×10^-10mol/L，溶液中铝离子浓度为：

3.2×10?34

(1×10?10)3

mol/L=3.2×10^-4mol/L，浓缩后c（Al³⁺）=6.4×10^-4mol/L＜＜2.25mol/L，所以不会有硫酸铝晶体析出，
故答案为：该同学的观点是错误的；通过计算可知，滤液B中，c（Al³⁺）=3.2×10^-4mol/L，浓缩后c（Al³⁺）=6.4×10^-4mol/L＜＜2.25mol/L，所以不会有硫酸铝晶体析出；
（5）测定硫酸铜晶体中结晶水的含量，需要的仪器是酒精灯、托盘天平、三角架、泥三角、玻璃棒、干燥器、坩埚钳、研钵、药匙和坩埚；若是在空中冷却后称量，导致称量的剩余固体质量偏大，计算出结晶水的质量偏小，结果偏低，
故答案为：坩埚；偏低．