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（15分）實驗室用銅制取硫酸銅，將適量硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應完全，通過蒸發、結晶得到硫酸銅晶體。
（1）為了節約原料，硫酸和硝酸的物質的量之比最佳為：  ： ；
為了吸收該反應中產生的尾氣，請選擇下列中合適的裝置       。

（2）為符合綠色化學的要求，某研究性學習小組進行如下設計：
第一組：以空氣為氧化劑法
方案1：以空氣為氧化劑。將銅粉在儀器B中反復灼燒，使銅與空氣充分反應生成氧化銅，再將氧化銅與稀硫酸反應。
方案2：將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中，發現在常溫下幾乎不反應。向反應液中加少量FeSO₄，即發生反應，生成硫酸銅。反應完全后，加物質甲調節pH ，鐵元素全部沉淀（一般認為鐵離子的濃度下降到10^-5mol·L^-1，就認為沉淀完全），然后過濾、濃縮、結晶。
已知：K_sp[Cu((OH)₂]≈10^-22， K_sp[Fe((OH)₂]≈10^-16,  K_sp[Fe((OH)₃]≈10^-38
請回答下列問題：
如開始加入的銅粉為3.2 g，最后所得溶液為500 mL,溶液中含有鐵元素0.005 mol。①方案1中的B儀器名稱是       。
②為了使鐵元素全部沉淀，應調節pH至少為_________。
③方案2中甲物質可選用的是             。

A．CaO

B．NaOH

C．CuCO3

D．Cu2(OH)2CO3 E、Fe2(SO4)3

④反應中加入少量FeSO₄可加速銅的氧化，用離子方程式解釋其原因        。
第二組：過氧化氫為氧化劑法
將3.2g銅絲放到45 mL 1.5mol·L^-1的稀硫酸中，控溫在50℃。加入18mL 10%的H₂O₂，反應0.5h，升溫到60℃，持續反應1 h后，過濾、蒸發濃縮、減壓抽濾等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO₄·5H₂O 10.5g。
請回答下列問題：
⑤反應時溫度控制在50℃~60℃不宜過高的原因是         ，
⑥本實驗CuSO₄·5H₂O的產率為         。

（15分）硫酸銅在化工和農業方面有很廣泛的用處，某化學興趣小組查閱資料，用兩種不同的原料制取硫酸銅。
方式一：一種含銅的礦石（硅孔雀石礦粉），含銅形態為CuCO₃·Cu(OH)₂和CuSiO₃·2H₂O（含有SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃、Al₂O₃等雜質）。以這種礦石為原料制取硫酸銅的工藝流程如下圖：

請回答下列問題：
⑴完成步驟①中稀硫酸與CuSiO₃·2H₂O發生反應的化學方程式
CuSiO₃·2H₂O+H₂SO₄=CuSO₄ +________+H₂O；
⑵步驟②調節溶液pH選用的最佳試劑是__________________
A. CuO            B. MgO       C. FeCO₃              D NH₃·H₂O
⑶有關氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

氫氧化物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2
開始沉淀的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：當溶液pH=4時，不能完全除去的離子是________。
⑷濾液B通過蒸發濃縮（設體積濃縮為原來的一半）、冷卻結晶可以得到CuSO₄·5H₂O晶體。某同學認為上述操作會伴有硫酸鋁晶體的析出。請你結合相關數據對該同學的觀點予以評價（已知常溫下，Al₂(SO₄)₃ 飽和溶液中C(Al³⁺)=2.25mol·L^-1，K_sp[Al(OH)₃]=3.2×10^-34) ________（填“正確”或“錯誤”）。
方式二：以黃銅礦精礦為原料，制取硫酸銅及金屬銅的工藝如下所示：
Ⅰ.將黃銅礦精礦（主要成分為CuFeS₂，含有少量CaO、MgO、Al₂O₃）粉碎
Ⅱ.采用如下裝置進行電化學浸出實驗，將精選黃銅礦粉加入電解槽陽極區，恒速攪拌，使礦粉溶解。在陰極區通入氧氣，并加入少量催化劑。

Ⅲ.一段時間后，抽取陰極區溶液，向其中加入有機萃取劑（RH）發生反應：
2RH（有機相）+ Cu²⁺（水相）R₂Cu（有機相）+ 2H^＋（水相）
分離出有機相，向其中加入一定濃度的硫酸，使Cu²⁺得以再生。
Ⅳ.電解硫酸銅溶液制得金屬銅。
（5）黃銅礦粉加入陽極區與硫酸及硫酸鐵主要發生以下反應：
CuFeS₂ + 4H^＋ = Cu²⁺ + Fe²⁺ + 2H₂S     2Fe³⁺ + H₂S = 2Fe²⁺ + S↓+ 2H^＋
電解過程中，陽極區Fe³⁺的濃度基本保持不變，原因是____________________（用電極反應式表示）。
（6）步驟Ⅲ，向有機相中加入一定濃度的硫酸，Cu²⁺得以再生的原理是_____________ 。
（7）步驟Ⅳ，若電解0.1mol CuSO₄溶液，生成銅3.2 g，此時溶液中離子濃度由大到小的順序是 ____ 。

細菌冶金是一種新工藝，其能耗少、減少環境污染．稱為“綠色冶金”。其原理：①氧化硫硫桿菌和聚硫桿菌能把礦石中的硫氧化成硫酸，反應式為2S+3O₂+2H₂O  2H₂SO₄，②氧化亞鐵硫桿菌在上面產生的硫酸中能把硫酸亞鐵氧化成硫酸鐵③細菌得到了所需要的能量，生成的硫酸鐵可把FeS₂（黃鐵礦）和Cu₂S（輝銅礦）等轉變為可溶性化合物而從礦石中溶解出來，其化學過程是：
Fe₂S₂（黃鐵礦）+7Fe₂(SO­₄)₃+8H₂O    15FeSO₄+ 8H₂SO₄
Cu₂S（輝銅礦）+2Fe­₂(SO₄)₂    2CuSO₄+4FeSO₄+S
（1）寫出②反應的化學方程式：                                            。
（2）某實驗小組，欲將硫酸銅和硫酸亞鐵的酸性混合液分離出硫酸亞鐵溶液．經查閱資料得知，在溶液中通過調節溶液的酸堿性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH如表2

物質	Cu（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀pH	6.0	7.5	1.4
沉淀完全pH	13	14	3.7

實驗室有下列試劑可供選擇A．H₂O₂    B．CaO  C．CuO   D．稀H₂SO₄  E．鐵粉;   
實驗經過濾后還需設計的實驗操作步驟和目的是：

實驗步驟	實驗操作	實驗操作的目的
步驟1
步驟2
步驟3]
步驟4	洗滌
步驟5		得到FeSO­4溶液

（3）若向CuSO₄、FeSO₄混合液中加入適量堿液，將溶液蒸干、灼燒得到紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O混合物，欲測定該混合物中Cu₂O的質量分數。該實驗小組的方法是向m g混合物中加人足量的稀硫酸，經過濾、洗滌、干燥、稱量固體的質量為n g。已知Cu₂O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄。某學生據此計算出該混合物Cu₂O的質量分數的計算式。該學生的計算是否正確：               ，請說明理由                                                               。

細菌冶金是一種新工藝，其能耗少、減少環境污染．稱為“綠色冶金”。其原理：①氧化硫硫桿菌和聚硫桿菌能把礦石中的硫氧化成硫酸，反應式為2S+3O₂+2H₂O   2H₂SO₄，②氧化亞鐵硫桿菌在上面產生的硫酸中能把硫酸亞鐵氧化成硫酸鐵③細菌得到了所需要的能量，生成的硫酸鐵可把FeS₂（黃鐵礦）和Cu₂S（輝銅礦）等轉變為可溶性化合物而從礦石中溶解出來，其化學過程是：

Fe₂S₂（黃鐵礦）+7Fe₂(SO­₄)₃+8H₂O     15FeSO₄+ 8H₂SO₄

Cu₂S（輝銅礦）+2Fe­₂(SO₄)₂     2CuSO₄+4FeSO₄+S

（1）寫出②反應的化學方程式：                                             。

（2）某實驗小組，欲將硫酸銅和硫酸亞鐵的酸性混合液分離出硫酸亞鐵溶液．經查閱資料得知，在溶液中通過調節溶液的酸堿性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH如表2

物質	Cu（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀pH	6.0	7.5	1.4
沉淀完全pH	13	14	3.7

實驗室有下列試劑可供選擇A． H₂O₂    B．CaO  C．CuO   D．稀H₂SO₄   E．鐵粉;   

實驗經過濾后還需設計的實驗操作步驟和目的是：

實驗步驟	實驗操作	實驗操作的目的
步驟1
步驟2
步驟3]
步驟4	洗滌
步驟5		得到FeSO­4溶液

（3）若向CuSO₄、FeSO₄混合液中加入適量堿液，將溶液蒸干、灼燒得到紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O混合物，欲測定該混合物中Cu₂O的質量分數。該實驗小組的方法是向m g混合物中加人足量的稀硫酸，經過濾、洗滌、干燥、稱量固體的質量為n g。已知Cu₂O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄。某學生據此計算出該混合物Cu₂O的質量分數的計算式。該學生的計算是否正確：                ，請說明理由                                                                。