Question

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

硅孔雀石是一种含铜形态为CuCO3?Cu（OH）2，和CuSiO3?2H2O的矿石．同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3等杂质．以硅孔雀石为原料制取班硫酸铜晶体的工艺流程如图1：已知：H2SiO3不稳定．请回答下列问题：（1）流程中发生了多个化学反应．写出其中的任意两个离子反应方程式（要求一个必须是氧化还原反应一个必须是复分解反应）氧化还原反应______，复分解反应______．（2）滤渣A的主要成分是氧化物，该氧化物属于______晶体（填“离子”、“原子”、“分子”、“金属”）．（3）在滤液A中加入CuO调节溶液pH=4时．可得到滤渣B．其原因是______有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：氧化物Fe（OH）3Fe（OH）2Cu（OH）2开始沉淀的pH1.56.54.2沉淀完全的pH3.79.76.7（4）步骤②在加CuO调节pH时．若加入的CuO太少．滤液B中会含有较多的杂质离子．写出检验滤液B中含有较多杂质离子的实验操作方法是______（5）由滤液B得到硫酸铜晶体的操作方法是______（6）硅孔雀石处理过程中会产生CO2气体．长期积爪．会威胁到生态环境．工业上将产生的CO2和H2混合．二者在一定条件下反应生成甲醇．已知：25℃，101KPa下：H2（g）+12O2（g）═H2O（g）△H1=-242kJ/molCH2OH（g）+32O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H2=-676kJ/mol写出CO2和H2生成气态甲醇和气态水的热化学方程式______．（7）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能转化成电能的装置，如图2为甲醇生物燃料电池的装置示意图（用阳离子交换膜将装置分隔成A，B两室）．则：工作结束后，B室溶液的pH与工作前相比将______（填写“增大”、“减小”或“不变”．假设溶液体积不变）．

Answer 1

（1）由流程可知，硅孔雀石矿粉加入稀硫酸和双氧水浸取后过滤，碳酸铜，氢氧化铜，硅酸铜，碳酸亚铁，氧化铁溶解于硫酸中，二氧化硅不溶得到滤液A主要是硫酸铜，硫酸铁溶液，滤渣A主要是二氧化硅和硅酸，其中亚铁离子在酸性溶液中被过氧化氢氧化生成铁离子发生氧化还原反应，氢氧化铁、碳酸铜溶于列式的反应为复分解反应；滤液A调节溶液PH=4铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀过滤得到滤渣B主要是氢氧化铁沉淀，滤液B为硫酸铜溶液，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铜晶体；
流程中发生的氧化还原反应：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；发生的复分解反应：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O 或 Cu（OH）₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O 或 CuCO₃+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O等，
故答案为：氧化还原反应：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；复分解反应：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O 或 Cu（OH）₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O 或 CuCO₃+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O等；
（2）滤渣A主要是二氧化硅和硅酸，氧化物为二氧化硅属于原子晶体，故答案为：原子；
（3）滤液A中加入CuO调节溶液pH=4时，Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺加入CuO中和H⁺使水解平衡正向移动，Fe³⁺水解生成沉淀而从溶液中分离出来，同时不引入新杂质；
故答案为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺加入CuO中和H⁺使水解平衡正向移动，Fe³⁺水解生成沉淀而从溶液中分离出来，同时不引入新杂质；
（4）步骤②在加CuO调节pH时．若加入的CuO太少．滤液B中会含有较多的杂质离子为铁离子，取滤液B少量于试管中，滴入几滴KSCN溶液，若溶液变红，则证明滤液B中含较多杂质离子，故答案为：取滤液B少量于试管中，滴入几滴KSCN溶液，若溶液变红，则证明滤液B中含较多杂质离子；
（5）滤液B为硫酸铜溶液，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铜晶体，故答案为：加热蒸发、冷却结晶、过滤洗涤；
（6）①H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H₁=-242kJ/mol
②CH₂OH（g）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-676kJ/mol
由盖斯定律计算①×3-②得到CO₂和H₂生成气态甲醇和气态水的热化学方程式为：CO₂ （g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-50kJ/mol，
故答案为：CO₂ （g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-50kJ/mol；
（7）B电极反应是氧气得到电子生成氢氧根离子在酸性溶液中生成水，氢离子通过交换膜移向正极，溶液pH不变，故答案为：不变．