Question

（16分）工业上需要利用一批回收的含铜废料制造胆矾（CuSO₄·5H₂O）。该废料中各种成份含量如下：Cu和CuO约占87%，其它为Mg、Al、Fe、Si及其氧化物，还有少量的难溶物质。工艺流程为：

部分金属阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下表：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Cu(OH)2	Mg(OH)2	Fe(OH)2
pH	5.2	3.1	6.7	9.4	9.7

回答：

（1）步骤①中为什么要将含铜废料研磨成粉状？

                                                                   。

（2）步骤②中的离子方程式（写出2个即可）：

                               、                                     。

步骤⑤中H₂O₂参加反应的离子方程式：                                   。

（3）步骤⑥中调节溶液pH时适宜的物质是                （填序号）；

A．NaOH     B．氨水    C．Cu₂(OH)₂CO₃    D．Cu(OH)₂      E．MgCO₃

步骤⑥中滤渣成份的化学式                              。

（4）步骤⑦中用硫酸调节pH＝2～3的原因是                                     。

步骤⑧的分离方法是                                                       。

 

Answer 1

【答案】

（16分）（1）增大固体反应物的表面积，增大化学反应的速率。（2分）

（2）2Al＋2OH^－＋2H₂O＝2AlO₂^－＋3H₂↑；   Si＋2NaOH＋H₂O＝Na₂SiO₃＋2H₂↑；

Al₂O₃＋2OH^－＝2AlO₂^－＋H₂O；         SiO₂＋2NaOH＝Na₂SiO₃＋H₂O 。

（每写出其中1个给2分，共4分，没气体符号扣1分，未配平0分）

2Fe^2＋ ＋H₂O₂ ＋2H^＋ ＝2Fe^3＋ ＋2H₂O      （2分）

（3）C、D     （2分）   Fe(OH)₃    （1分）

（4）加热蒸发浓缩时会导致Cu^2＋发生水解生成Cu(OH)₂，用硫酸调节pH＝2～3是为了抑制Cu^2＋的水解，也不会引入杂质。   （2分）     蒸发浓缩，冷却结晶，过滤。 （3分）

【解析】（1）将含铜废料研磨成粉状，可以）增大固体反应物的表面积，增大化学反应的速率。

（2）废料中能和氢氧化钠反应的是铝、硅、氧化铝和二氧化硅，所以方程式为2Al＋2OH^－＋2H₂O＝2AlO₂^－＋3H₂↑、Si＋2NaOH＋H₂O＝Na₂SiO₃＋2H₂↑、Al₂O₃＋2OH^－＝2AlO₂^－＋H₂O、SiO₂＋2NaOH＝Na₂SiO₃＋H₂O。双氧水的目的是氧化混合液中的亚铁离子，生成铁离子，以形成氢氧化铁沉淀而除去，所以方程式为2Fe^2＋ ＋H₂O₂ ＋2H^＋ ＝2Fe^3＋ ＋2H₂O。

（3）用于既要调节溶液的pH，又不能引入杂质，所以应该选择CD。通过控制溶液的pH以形成氢氧化铁沉淀，即步骤⑥中滤渣成份的化学式Fe(OH)₃  。

（4）由于溶液中铜离子水解显酸性，加热蒸发浓缩时会导致Cu^2＋发生水解生成Cu(OH)₂，所以用硫酸调节pH＝2～3是为了抑制Cu^2＋的水解，且也不会引入杂质。要从溶液中分离得到硫酸铜晶体，可以通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤即可。