(15分)硫酸铜在化工和农业方面有很广泛的用处,某化学兴趣小组查阅资料,用两种不同的原料制取硫酸铜。 :一种含铜的矿石(硅孔雀石矿粉),含铜形态为CuCO 3 ·Cu(OH) 2 和CuSiO 3 ·2H 2 O(含有SiO 2 、FeCO 3 、Fe 2 O 3 、Al 2 O 3 等杂质)。以这种矿石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图: 请回答下列问题: ⑴完成步骤①中稀硫酸与CuSiO 3 ·2H 2 O发生反应的化学方程式 CuSiO 3 ·2H 2 O+H 2 SO 4 =CuSO 4 +________+H 2 O; ⑵步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是__________________ A. CuO B. MgO C. FeCO 3 D NH 3 ·H 2 O ⑶有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表: 氢氧化物 Al(OH) 3 Fe(OH) 3 Fe(OH) 2 Cu(OH) 2 开始沉淀的pH 3.3 1.5 6.5 4.2 沉淀完全的pH 5.2 3.7 9.7 6.7 由上表可知:当溶液pH=4时,不能完全除去的离子是________。 ⑷滤液B通过蒸发浓缩(设体积浓缩为原来的一半)、冷却结晶可以得到CuSO 4 ·5H 2 O晶体。某同学认为上述操作会伴有硫酸铝晶体的析出。请你结合相关数据对该同学的观点予以评价(已知常温下,Al 2 (SO 4 ) 3 饱和溶液中C(Al 3+ )=2.25mol·L -1 ,K sp [Al(OH) 3 ]=3.2×10 -34 ) ________(填“正确”或“错误”)。 :以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及的工艺如下所示: Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS 2 ,含有少量CaO、MgO、Al 2 O 3 )粉碎 Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验,将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区,恒速搅拌,使矿粉溶解。在阴极区通入氧气,并加入少量催化剂。 Ⅲ.一段时间后,抽取阴极区溶液,向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应: 2RH(有机相)+ Cu 2+ () R 2 Cu(有机相)+ 2H + () 分离出有机相,向其中加入一定浓度的硫酸,使Cu 2+ 得以再生。 Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得。 (5)黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应: CuFeS 2 + 4H + = Cu 2+ + Fe 2+ + 2H 2 S 2Fe 3+ + H 2 S = 2Fe 2+ + S↓+ 2H + 电解过程中,阳极区Fe 3+ 的浓度基本保持不变,原因是____________________(用电极反应式表示)。 (6)步骤Ⅲ,向有机相中加入一定浓度的硫酸,Cu 2+ 得以再生的原理是_____________ 。 (7)步骤Ⅳ,若电解0.1mol CuSO 4 溶液,生成铜3.2 g,此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 ____ 。