Question

氧化铜矿石含有CuO、Cu2(OH)2CO3和Fe2O3，还含有一些不溶于水、不溶于酸的其他杂质。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铁工艺流程如下：(提示：溶液中当pH＝3.8时硫酸铁全部转化为Fe(OH)3沉淀，pH＝6.4时硫酸铜全部转化为Cu(OH)2沉淀）

（1）氧化铜矿石粉碎的目的是____ 。

（2）写出“酸浸”中Cu2(OH) 2CO3发生反应的化学方程式 。

（3）“中和／过滤”中加入CaCO3的目的是 。

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

（5）Fe(OH)3与硫酸反应的化学方程式 。

（6）“烘干粉碎”的实验结果如表所示。

表中，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脱水得流程中所示产品的适宜工艺条件分别为 、 （分别指出温度和时间）。

 

Answer 1

（1）增大接触面积，加快反应速率；

（2） Cu2(OH)2CO3+2H2SO4==2CuSO4+3H2O+CO2↑;

（3）适当降低溶液的酸性，是Fe(OH)3形成沉淀，而硫酸铜不形成沉淀而分离；

（4）烧杯、玻璃棒、漏斗；

（5） 盐酸和氢氧化铁反应：3H2SO4+2Fe(OH)3==Fe2(SO4)3+6H2O；

（6）160℃,3h。

【解析】

试题分析：（1）反应物间的接触面积越大，反应越充分，故氧化铜矿石粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率；

（2）依据质量守恒定律化学反应前后元素的质量不变，生成物是硫酸铜、水和二氧化碳气体；

（3）该实验的目的是联合生产硫酸铜和硫酸亚铁，硫酸铜通过滤液蒸发结晶，烘干粉碎可以制取，因此硫酸亚铁由另一条线获得，经“中和/过滤”所得滤渣应该是含铁的沉淀——Fe(OH)3，由于前一步只加入KMnO4，目的是将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，根据题目所给条件“中和/过滤”，很容易想到用CaCO3中和过量的硫酸，降低了溶液的酸性， 促进Fe3+形成沉淀Fe(OH)3而除出；

（4）过滤操作需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；

（5）Fe(OH)3与硫酸发生中和反应，生成盐和水，故反应生成的是硫酸铁和水；

（6）根据表可知，由CuSO4·5H2O脱水制CuSO4·H2O，那么X应该是1，温度应选160℃，时间选3h。

考点：化学实验基本操作、化学图像识