Question

（14分）以黃銅礦（主要成份為CuFeS₂，含少量雜質SiO₂等）為原料，進行生物煉銅，同時得到副產品綠礬（FeSO₄·7H₂O）。其主要流程如下：


② 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如下表

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

 
（1）試劑a是           ，試劑b是           （填化學式）。
（2）操作X流程依次為蒸發濃縮、           、過濾、洗滌干燥。
（3）反應Ⅱ中加CuO調pH為3.7的目的是                               ；
（4）反應Ⅴ的離子方程式為                                            。
（5）反應①中，每生成1mol Fe₂(SO₄)₃，轉移電子的物質的量為         mol；
（6）過濾操作中，要用到的玻璃儀器有        、        和漏斗。

Answer 1

（1）  Fe  稀硫酸 （每空2分，共4分） （2） 冷卻結晶（2分）
（3） 使Fe^3＋形成Fe(OH)₃沉淀，同時防止生成Cu(OH)₂沉淀（2分，合理答案也給分）
（4） Fe＋2Fe^3＋ = 3Fe^2＋（2分）          （5） 34（2分）
（6） 燒杯 、 玻璃棒 （2分）

考查物質的分離及提純
礦粉經反應I，得到CuSO₄、Fe₂(SO₄)₃溶液及不溶于水的SiO₂，過濾后向濾液中加入CuO，可消耗硫酸，降低酸性，升高pH，Fe^3＋全部水解沉淀完全；
過濾后，濾液的溶質為CuSO₄，為最終得到銅，試劑a為過量的鐵粉Fe＋Cu^2＋=Fe^2＋＋Cu，過濾后得到FeSO₄溶液及固體鐵、銅混合物，再將固體溶于試劑b，即稀硫酸中Fe＋2H^＋=Fe^2＋＋H₂↑，得到銅粉；
而經反應II過濾后所得Fe(OH)₃溶于稀硫酸中Fe(OH)₃＋3H^＋=Fe^3＋＋2H₂O，再加入鐵粉2Fe^3＋＋Fe=3Fe^2＋，也可得到FeSO₄溶液
將反應III、IV、V共同所得到的FeSO₄溶液，進行結晶即可得到FeSO₄晶體
（1）試劑a是鐵粉，試劑b是稀硫酸。
（2）將FeSO₄溶液蒸發濃縮、冷卻結晶后過濾、洗滌干燥，即可得到FeSO₄晶體
（3）CuO消耗酸液，降低酸性，調節pH，使Fe^3＋全部水解沉淀完全，同時還可防止生成Cu(OH)₂沉淀
（4）Fe＋2Fe^3＋ = 3Fe^2＋
（5）反應①中，鐵化合價由+2升至+3，而礦粉中的硫化合價由—2升至+6，共升高4×17價，而氧氣中氧元素的化合價由0價降至—2價，共降低17×4價；
由方程式可知，每生成2mol Fe₂(SO₄)₃，轉移電子的物質的量為68mol，故答案為34
（6）過濾操作中，要用到的玻璃儀器有燒杯 、 玻璃棒和漏斗。