Question

【題目】工業(yè)上需要利用一批回收的含銅廢料制造膽礬（CuSO45H2O）．該廢料中各種成份含量如下：Cu和CuO約占87%，其它為Mg、Al、Fe、Si及其氧化物，還有少量的難溶物質(zhì)．工藝流程為：

部分金屬陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的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

請回答下列問題：
（1）步驟①中為什么要將含銅廢料研磨成粉狀？ ．
（2）步驟②中的離子方程式（寫出2個即可）：、 ．
（3）步驟⑤中H2O2參加反應(yīng)的離子方程式： ．
（4）步驟⑥中調(diào)節(jié)溶液pH時適宜的物質(zhì)是（填序號）．
A．NaOH B．氨水 C．Cu2（OH）2CO3 D．Cu（OH）2 E．MgCO3
（5）步驟⑦中用硫酸調(diào)節(jié)pH=2～3的原因是 ．
（6）步驟⑧的分離方法步驟是 ．

Answer 1

【答案】
（1）增大固體反應(yīng)物的表面積，增大化學(xué)反應(yīng)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，也不會引入雜質(zhì)
（6）蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，（洗滌、干燥）
【解析】解：含銅廢料制造膽礬（CuSO45H2O），Cu和CuO約占87%，其它為Mg、Al、Fe、Si及其氧化物，還有少量的難溶物質(zhì)，粉碎后加過量熱堿溶液，Al、Si及其氧化物能與堿反應(yīng)生成物溶于水，過濾得到濾渣為Cu、Mg、Fe及其氧化物，還有少量的難溶物質(zhì)，水洗至PH=7，加稀硫酸、雙氧水于80℃保溫0.5h，CuO、MgO、FeO都溶于稀硫酸生成硫酸銅、硫酸鎂、硫酸亞鐵，銅和亞鐵離子被雙氧水氧化成銅離子和三價鐵離子，調(diào)至PH=5.2，沉降1小時，三價鐵離子沉淀完全，過濾得到濾渣氫氧化鐵和濾液，濾液中含有銅離子和鎂離子，用硫酸調(diào)節(jié)溶液pH=2～3，經(jīng)過對濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到產(chǎn)品，蒸發(fā)濃縮時會導(dǎo)致Cu2+發(fā)生水解生成Cu（OH）2 ， 用硫酸調(diào)節(jié)pH=2～3是為了抑制Cu2+的水解，也不會引入雜質(zhì)，（1）反應(yīng)物的接觸面積與反應(yīng)速率成正比，將含銅廢料研磨成粉狀，增大固體反應(yīng)物的接觸面積，加快了反應(yīng)速率，所以答案是：增大固體反應(yīng)物的表面積，增大化學(xué)反應(yīng)的速率；（2）鋁、硅及氧化鋁、二氧化硅都能與堿反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：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）過氧化氫具有強(qiáng)氧化性，會把亞鐵離子氧化為鐵離子，本身被還原為水，離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，所以答案是：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（3）調(diào)節(jié)pH不能引入新的雜質(zhì)，A項(xiàng)會引入鈉離子，B項(xiàng)會引入銨根離子、E項(xiàng)會引入鎂離子，C、D項(xiàng)物質(zhì)會和氫離子反應(yīng)調(diào)節(jié)pH，同時生成銅離子，不會引入新的雜質(zhì)，所以答案是：C、D；（4）銅離子為弱堿陽離子能水解，水解方程式為：Cu2++2H2OCu（OH）2+2H+ ， 加熱時會促進(jìn)水解，加入硫酸，增大了H+離子濃度，會抑制銅離子水解，所以答案是：抑制Cu2+的水解，也不會引入雜質(zhì)；（5）步驟⑧為從溶液中獲得硫酸銅晶體，從溶液中得到晶體一般采取蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，（洗滌、干燥） 的方法．所以答案是：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，（洗滌、干燥）．