Question

5．以黃銅礦（主要成分是CuFeS₂，含少量雜質SiO₂）為原料煉銅的方法分為高溫煉銅和濕法煉銅兩種．近年來，濕法煉銅有了新進展．科學家發現有一種細菌在酸性水溶液、氧氣存在下，可以將黃銅礦氧化成硫酸鹽，反應方程式如下：（4CuFeS₂+2H₂SO₄+17O₂═4CuSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O），某工廠運用該原理生產銅和綠礬（FeSO₄的晶體，含結晶水）．
資料：①部分陽離子以氫氧化物形式開始沉淀和完全沉淀時溶液的pH如表：

沉淀物	Cu（OH）2	Fe（OH）3	Fe（OH）2
開始沉淀pH	4.7	2.7	7.6
完全沉淀pH	6.7	3.7	9.6

②在溶液中，存在反應：Fe₂（SO₄）₃+Fe═3FeSO₄
回答下列問題：
（1）溶液A的成分為H₂SO₄、CuSO₄、Fe₂（SO₄）₃（寫化學式），試劑b為稀硫酸；
（2）反應Ⅱ中加CuO調pH為3.7～4的目的是使Fe³⁺形成Fe（OH）₃沉淀，防止生成Cu（OH）₂沉淀；
（3）反應Ⅲ的化學方程式CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄；
（4）欲從溶液中獲得綠礬晶體，分離操作Ⅰ應為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾．

Answer 1

分析 （1）根據黃鐵礦和稀硫酸反應生成硫酸銅、硫酸銅，以及加入的硫酸是過量的進行分析；
根據固體A的成分是氧化銅和氫氧化鐵，酸會與金屬氧化物和不溶性堿反應，所以a是稀硫酸進行分析；
（2）根據氫氧化銅、氫氧化鐵沉淀時的pH值進行分析；
（3）根據硫酸銅和鐵反應生成硫酸亞鐵和銅進行分析；
（4）根據從溶液中的到晶體的方法進行分析．

解答 解：（1）黃銅礦和稀硫酸反應生成硫酸銅、硫酸銅，以及加入的硫酸是過量的，所以溶液A的成分為H₂SO₄、CuSO₄、Fe₂（SO₄）₃；
固體A的成分是氧化銅和氫氧化鐵，酸會與金屬氧化物和不溶性堿反應，所以a是稀硫酸；
（2）通過分析氫氧化銅、氫氧化鐵沉淀時的pH值可知，反應Ⅱ中加CuO調pH為3.7～4的目的是使Fe³⁺形成Fe（OH）₃沉淀，防止生成Cu（OH）₂沉淀；
（3）硫酸銅和鐵反應生成硫酸亞鐵和銅，化學方程式為：CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄；
（4）欲從溶液中獲得綠礬晶體，分離操作Ⅰ應為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾．
故答案為：（1）H₂SO₄、CuSO₄、Fe₂（SO₄）₃，稀硫酸（或稀H₂SO₄）；
（2）使Fe³⁺形成Fe（OH）₃沉淀，防止生成Cu（OH）₂沉淀；
（3）CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄；
（4）蒸發濃縮、冷卻結晶．

點評 在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結合學過的知識和題中的提示進行解答．