Question

【题目】工业上需要利用一批回收的含铜废料制造胆矾（CuSO45H2O）．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

请回答下列问题：
（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）：、 ．
（3）步骤⑤中H2O2参加反应的离子方程式： ．
（4）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
（5）步骤⑦中用硫酸调节pH=2～3的原因是 ．
（6）步骤⑧的分离方法步骤是 ．

Answer 1

【答案】
（1）增大固体反应物的表面积，增大化学反应的速率
（2）2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑；Si+2OH﹣+H2O=SiO32﹣+2H2↑或Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O或SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O
（3）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
（4）C、D
（5）抑制Cu2+的水解，也不会引入杂质
（6）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，（洗涤、干燥）
【解析】解：含铜废料制造胆矾（CuSO45H2O），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，粉碎后加过量热碱溶液，Al、Si及其氧化物能与碱反应生成物溶于水，过滤得到滤渣为Cu、Mg、Fe及其氧化物，还有少量的难溶物质，水洗至PH=7，加稀硫酸、双氧水于80℃保温0.5h，CuO、MgO、FeO都溶于稀硫酸生成硫酸铜、硫酸镁、硫酸亚铁，铜和亚铁离子被双氧水氧化成铜离子和三价铁离子，调至PH=5.2，沉降1小时，三价铁离子沉淀完全，过滤得到滤渣氢氧化铁和滤液，滤液中含有铜离子和镁离子，用硫酸调节溶液pH=2～3，经过对滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到产品，蒸发浓缩时会导致Cu2+发生水解生成Cu（OH）2 ， 用硫酸调节pH=2～3是为了抑制Cu2+的水解，也不会引入杂质，（1）反应物的接触面积与反应速率成正比，将含铜废料研磨成粉状，增大固体反应物的接触面积，加快了反应速率，所以答案是：增大固体反应物的表面积，增大化学反应的速率；（2）铝、硅及氧化铝、二氧化硅都能与碱反应，反应的离子方程式为：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑； Si+2OH﹣+H2O=SiO32﹣+2H2↑；Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O； SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O，所以答案是：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑； Si+2OH﹣+H2O=SiO32﹣+2H2↑或Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O或SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O；（3）过氧化氢具有强氧化性，会把亚铁离子氧化为铁离子，本身被还原为水，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，所以答案是：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（3）调节pH不能引入新的杂质，A项会引入钠离子，B项会引入铵根离子、E项会引入镁离子，C、D项物质会和氢离子反应调节pH，同时生成铜离子，不会引入新的杂质，所以答案是：C、D；（4）铜离子为弱碱阳离子能水解，水解方程式为：Cu2++2H2OCu（OH）2+2H+ ， 加热时会促进水解，加入硫酸，增大了H+离子浓度，会抑制铜离子水解，所以答案是：抑制Cu2+的水解，也不会引入杂质；（5）步骤⑧为从溶液中获得硫酸铜晶体，从溶液中得到晶体一般采取蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，（洗涤、干燥） 的方法．所以答案是：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，（洗涤、干燥）．