化学铜及其化合物推断题的专项培优 易错 难题练习题附答案

化学铜及其化合物推断题的专项培优易错难题练习题附答案
一、铜及其化合物
1．为探究黑色固体 X(仅含两种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：
请回答：
（1）X 的化学式是______________。

（2）写出蓝色溶液转化为蓝色沉淀的离子方程式是______________。

（3）写出固体甲与稀硫酸反应的化学方程式______________。

【答案】CuO Cu2++2OH-=Cu(OH)2 Cu2O＋H2SO4=Cu＋CuSO4＋H2O
【解析】
【分析】
流程中32gX隔绝空气加热分解放出了能使带火星的木条复燃的气体为氧气，质量：32.0g-28.8g=3.2g，证明X中含氧元素，28.8g固体甲和稀硫酸溶液反应生成蓝色溶液，说明含铜离子，证明固体甲中含铜元素，即X中含铜元素，铜元素和氧元素形成的黑色固体为
CuO，X为氧化铜，n(CuO)=
32
80/
g
g mol
=0.4mol，结合质量守恒得到
n(O2)=
3.2
32/
g
g mol
=0.1mol，氧元素守恒得到甲中n(Cu)：n(O)=0.4mol：(0.4mol-
0.1mol×2)=2：1，固体甲化学式为Cu2O，固体乙为Cu，蓝色溶液为硫酸铜，加入氢氧化钠溶液生成氢氧化铜沉淀，加热分解得到16.0g氧化铜。

【详解】
(1)分析可知X为CuO，故答案为CuO；
(2)蓝色溶液为硫酸铜溶液，转化为蓝色沉淀氢氧化铜的离子方程式为Cu2++2OH-=Cu(OH)2，故答案为Cu2++2OH-=Cu(OH)2；
(3)固体甲为Cu2O，氧化亚铜和稀硫酸溶液发生歧化反应生成铜、二价铜离子和水，反应的化学方程式为：Cu2O＋H2SO4=Cu＋CuSO4＋H2O，故答案为Cu2O＋H2SO4=Cu＋CuSO4＋
H2O。

2．为探究某固体化合物X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验。

请回答：
(1)蓝色溶液中的金属阳离子是________。

(2)黑色化合物→砖红色化合物的化学方程式是________________________。

(3)X 的化学式是________。

【答案】Cu 2＋ 4CuO
高温2Cu 2O ＋O 2↑ Cu 3(OH)2(CO 3)2或Cu(OH)2·2CuCO 3
【解析】
【分析】
根据流程中信息可知黑色化合物为CuO ，砖红色化合物为Cu 2O ，红色金属单质为Cu ，蓝色溶液为CuSO 4溶液；n(H 2O)=18g 0.18g /mol =0.01 mol ，黑色化合物n(CuO)= 2.40g 80g/mol
=0.03 mol ，无色无味气体n(CO 2)= n(CaCO 3)= 2.00g 100g/mol
=0.02 mol ，故可根据各元素推知分子式Cu 3C 2H 2O 8，则推断出X 为Cu 3(OH)2(CO 3)2或Cu(OH)2·2CuCO 3，据此分析。

【详解】
根据流程中信息可知黑色化合物为CuO ，砖红色化合物为Cu 2O ，红色金属单质为Cu ，蓝色溶液为CuSO 4溶液；n(H 2O)=
18g 0.18g /mol =0.01 mol ，n(H)=0.02mol ，黑色化合物n(CuO)= 2.40g 80g/mol
=0.03 mol ，无色无味气体n(CO 2)= n(CaCO 3)= 2.00g 100g/mol =0.02 mol ，故n(O)=0.04+0.03+0.01=0.08mol ，可根据各元素推知分子式Cu 3C 2H 2O 8，则推断出X 为Cu 3(OH)2(CO 3)2或Cu(OH)2·2CuCO 3。

(1)蓝色溶液为CuSO 4溶液，含有的金属阳离子是Cu 2＋；
(2)黑色化合物→砖红色化合物，只能是CuO→Cu 2O ，反应的化学方程式是4CuO 高温2Cu 2O ＋O 2↑；
(3)X 的化学式是Cu(OH)2·2CuCO 3或Cu 3(OH)2(CO 3)2。

3．我国很早就使用青铜器，由于时间久远，其表面有一层“绿锈”，“绿锈”俗称“铜绿”，是铜和空气中的水蒸气、CO 2、O 2作用产生的，化学式为[Cu 2(OH)2CO 3]，“铜绿”能跟酸反应生成铜盐、CO 2和H 2O 。

某同学利用以下反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。

（1）从物质分类标准看，“铜绿”属于___（填字母）。

A ．酸
B ．碱
C ．盐
D ．氧化物
（2）请写出铜绿与盐酸反应的离子方程式：___。

（3）上述转化过程中属于氧化还原反应的是___（填序号）
（4）铜绿在受热时可直接分解生成物质B 、CO 2和水，其分解的化学方程式为___。

【答案】C Cu 2(OH)2CO 3+4H +=2Cu 2+ +CO 2↑+3H 2O ①⑤
Cu 2(OH)2CO 3
Δ2CuO+CO 2↑+ H 2O 【解析】
【详解】
(1)、Cu 2(OH)2CO 3中含有金属阳离子和酸根离子，属于盐类，故选择C ；
(2)、铜绿与盐酸反应的离子方程式：Cu 2(OH)2CO 3+4H +=2Cu 2+ +CO 2↑+3H 2O ；
(3)、反应①中铜元素从0价升高为+2价，反应⑤中铜元素从+2价降低为0价，其他反应元素化合价无变化，因此，上述转化过程中属于氧化还原反应的是①⑤，
故答案为①⑤；
(4)、铜绿受热分解生成氧化铜、二氧化碳和水，化学方程式为：
Cu 2(OH)2CO 3Δ2CuO+CO 2↑+ H 2O 。

4．孔雀石等自然界存在的碳酸盐类铜矿的化学组成为xCuCO 3·
yCu(OH)2(x 、y 为正整数，且x≤3，y≤2)。

(1)现有两份等量的某碳酸盐类制矿样品，一份加足量盐酸，产生3.36L 标准状况下的CO 2气体，另一份加热完全分解得到20gCuO ，则该碳盐类铜矿的化学组成中x ：y=____。

(2)设某碳酸盐类铜矿样品质量为ag ，含铜质量为bg ，加酸完全分解得到标准状况下CO 2气体VL ，则a 、b 、V 的代数关系式是_____。

【答案】3:2 a=
1249822.46422.4V b V ⎛⎫+- ⎪⎝⎭或a=65495632V b + 【解析】
【分析】
(1)先计算一定质量的碳酸盐反应产生的CO 2、CuO 的物质的量，然后根据C 元素守恒可得n(CuCO 3)=n(CO 2)，根据Cu 元素守恒可得n(CuCO 3)+ n[Cu(OH)2]=n(CuO)，计算出n[Cu(OH)2]，就可得到n(CuCO 3)与n[Cu(OH)2]的物质的量的最简整数比；
(2)根据碳元素守恒可得n(CuCO 3)=n(CO 2)=mol 22.4
V ，根据Cu 元素守恒可得n(CuCO 3)+ n[Cu(OH)2]=n(Cu)，用含有b 、V 的代数式表示，也可根据n(CuCO 3)=n(CO 2)=
mol 22.4V 先计
算出CuCO 3的质量，用总质量减去CuCO 3的质量得到Cu(OH)2的质量，再计算其物质的量，最后得到n(CuCO 3)与n[Cu(OH)2]的物质的量的最简整数比。

【详解】
(1)n(CO 2)=3.36L÷22.4L/mol=0.15mol ，则n(CuCO 3)=n(CO 2)=0.15mol ，
n(CuO)=20g÷80g/mol=0.25mol ，根据Cu 元素守恒，可得n[Cu(OH)2]=0.25mol-
0.15mol=0.10mol ，所以n(CuCO 3)：n[Cu(OH)2]=0.15：0.10=3：2，所以碳酸盐类铜矿的化学
组成为xCuCO 3·
yCu(OH)2中x=3，y=2，盐可以表示为3CuCO 3·2Cu(OH)2； (2)根据C 元素守恒可得n(CuCO 3)=n(CO 2)=mol 22.4V ，根据Cu 元素可得n(CuCO 3)+ n[Cu(OH)2]=n(Cu)=64b mol ，则n[Cu(OH)2]=(6422.4b V -)mol ，所以n(CuCO 3)：n[Cu(OH)2]=22.4V ：(6422.4b V -)，a= a=1249822.46422.4V b V ⎛⎫+- ⎪⎝⎭
；n(CuCO 3)=n(CO 2)=mol 22.4V ，m(CuCO 3)=mol 22.4V ×124g/mol=124g 22.4
V ，该化合物含有Cu 的总物质的量是n(Cu)b 64mol =
，则根据Cu 元素守恒，可得n[Cu(OH)2]=b mol 6422.4V mol -，m[Cu(OH)2]=98g/mol×（b mol 6422.4
V mol -），根据反应前后物质质量不变，可得a=
124g 22.4V +98g/mol×(b mol 6422.4V mol -)=65495632V b +。

5．在下图所示的物质转化关系中，A 是常见的气态氢化物，B 是能使带火星的木条复燃的无色无味气体，E 的相对分子质量比D 大17,G 是一种紫红色金属单质。

(部分反应中生成物没有全部列出，反应条件未列出)
请回答下列问题：
（1）A 、C 的化学式分别为_______、_______。

（2）反应①的化学方程式为_______。

（3）反应②的离子方程式为_______。

（4）向反应②后的溶液中通入少量的A,现象为_______。

【答案】 NH 3 NO 3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO 3Cu+ 8 H ++2NO 3-=3Cu 2++2NO↑+4H 2O 有蓝色沉淀生成
【解析】已知B 是能使带火星的木条复燃的无色无味气体，即为氧气，G 是一种紫红色金属单质，则为铜，E 能与不活泼金属铜反应，且相对分子质量比D 大17，所以E 为
HNO3，D为NO2，则C为NO，F为H2O，由此推出A为NH3。

(1)A、C的化学式分别为NH3和NO；
(2)反应①为NO2与H2O的反应，化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO；
(3)反应②为铜与稀硝酸的反应，其离子方程式为3Cu+ 8 H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；
(4)反应②后的溶液为Cu(NO3)2溶液，通入少量的NH3，将发生如下反应Cu2＋＋2NH3·H2O Cu(OH)2↓＋2NH4＋，所以现象为有蓝色沉淀生成。

6．Fe2O3和Cu2O都是红色粉末，常用作颜料。

某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末的成分，该粉末可能是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。

探究过程如下：
查阅资料：Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4(Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O)，在空气中加热生成CuO。

提出假设假设1：红色粉末是Fe2O3 假设2：红色粉末是Cu2O 假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物。

设计探究实验取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。

（1）若假设1成立，则实验现象是___。

（2）若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红，则证明原固体粉末是____，写出发生反应的离子方程式(题目上已出现的可以不写)___、___。

【答案】固体完全溶解，溶液呈血红色 Fe2O3和Cu2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
【解析】
【分析】
(1)Fe3+遇到KSCN溶液呈红色；
(2)若固体全部溶解，则一定存在Fe2O3和Cu2O，根据物质的相关性质书写反应的有关离子方程式。

【详解】
(1)若假设1成立，则固体完全溶解，所得溶液中含有Fe3+，遇到KSCN溶液呈红色；
(2)固体全部溶解，则一定存在Fe2O3和Cu2O，因为Cu2O溶于硫酸生成Cu和CuSO4，而
H2SO4不能溶解Cu，所以混合物中必须有Fe2O3存在，使其生成的Fe3+溶解产生的Cu，涉及反应的有关离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。

7．氯化亚铜(CuCl)是一种重要的化工产品。

它不溶于H2SO4、HNO3 和醇，微溶于水，可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2(OH)4-n Cl n]，n随着环境酸度的改变而改变。

以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如图：
(1)还原过程中主要反应的离子方程式为_______。

(2)实验室为了加快过滤速度，往往采用抽滤的操作(如图)。

仪器A的名称__________，有关抽滤，下列说法正确的是__________
A．抽滤完毕，应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡胶管，再关闭水龙头，最后将滤液从吸滤瓶上口倒出
B．在布氏漏斗中放入滤纸后，直接用倾析法转移溶液和沉淀，再打开水龙头抽滤
C．在抽滤装置中洗涤晶体时，为减少晶体溶解损失，应使洗涤剂快速通过滤纸
D．减压过滤不宜用于过滤胶状或颗粒太小的沉淀
(3)操作1为马上再洗涤，然后在真空干燥机内于70℃干燥2h，冷却、密封包装。

其中最合理的洗涤试剂__________
A．浓盐酸 B．浓氨水 C．无水乙醇 D．水+乙醇
真空干燥的原因是___________。

(4)随着pH减小，Cu2(OH)4-n Cl n中铜的质量分数__________
A．增大 B．不变 C．减小 D．不能确定
【答案】2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+吸滤瓶 AD C 防止CuCl在潮湿空气中水解、氧化 C
【解析】
【分析】
海绵铜加入硫酸和硝酸铵溶解得到溶液主要是硫酸铜，硫酸铵等，加入亚硫酸铵还原硫酸铜、加入氯化铵氯化发生反应2CuSO4+(NH4)2SO3+2NH4Cl+H2O=2CuCl↓+2(NH4)2SO4+H2SO4，过滤得到固体为CuCl，滤液主要是硫酸铵和硫酸，然后利用题干信息，结合物质的性质及要求分析解答。

【详解】
(1)向含有Cu2+的溶液中加入酱油还原作用的（NH4)2SO3、NH4Cl，发生还原，产生CuCl沉淀，同时产生硫酸，反应的离子方程式为2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O═2CuCl↓+SO42-+2H+；
(2)根据仪器A的结构可知该仪器名称是吸滤瓶；
A.抽滤完毕，应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡胶管，再关闭水龙头，以防止倒吸现象的发生，最后将滤液从吸滤瓶上口倒出，A正确；
B.在布氏漏斗中放入滤纸后，用玻璃棒引流移溶液和沉淀，再打开水龙头抽滤，B错误；
C.在抽滤装置中洗涤晶体时，应将洗涤剂缓慢通过滤纸，让洗涤剂和晶体充分接触，C错误；
D.颗粒太小的沉淀易在滤纸上形成一层致密的沉淀，溶液不易透过，所以减压过滤不宜用于过滤胶状或颗粒太小的沉淀，D正确；
故合理选项是AD；
(3)操作1为马上再洗涤，目的是为了洗去表面的杂质，为快速干燥，要用酒精洗涤，然后在真空干燥机内于70℃干燥2h，冷却、密封包装，故合理选项是C；
真空干燥的目的防止CuCl在潮湿空气中水解氧化；
(4)随着平pH值减小，[Cu2(OH)4-n Cl n]中4-n减小，n增大，则铜的含量减小，故合理选项是C。

【点睛】
本题考查物质的制备实验，把握物质的性质、流程中发生的反应、混合物分离提纯、实验技能为解答关键，注意元素化合物知识的应用，侧重考查学生的分析与实验能力。

8．为了降低电子垃圾对环境构成的影响，将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70％Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：
（1）第①步Cu与混酸反应的离子方程式为________________。

得到滤渣1的主要成分为___________。

（2）第②步中加入H2O2的作用是__________________，使用H2O2的优点是_________；调溶液pH的目的是_________________。

（3）简述第③步由滤液2得到CuSO4·5H2O的方法是_________________________。

（4）由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O ，设计了以下三种方案：
上述三种方案中，_______方案不可行，原因是________________；
从原子利用率角度考虑，_______方案更合理。

（5）用滴定法测定CuSO4·5H2O含量。

取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c mol·L-1EDTA（H2Y2－）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液b mL。

滴定反应如下：Cu2++ H2Y2－→ CuY2－+ 2H+。

写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω＝ __________________ 。

【答案】Cu + 4H++ 2NO3-=Cu2++ 2NO2↑+ 2H2O或3Cu + 8H++ 2 NO3-=3Cu2++ 2NO↑+ 4H2O Au、Pt 将Fe2+氧化为Fe3+不引入杂质，对环境无污染使Fe3+、Al3+沉淀除去加热滤液2，经过蒸发、冷却、结晶、过滤，最终制得硫酸铜晶体甲所得产品中含有较多
Fe2(SO4)3杂质乙
3
102505
c b
a
-
⨯⨯⨯⨯
× 100%
【解析】
【分析】
【详解】
（1）Cu与混酸反应的实质是与H+、NO3-反应，随反应进行离子浓度逐渐减小，所以离子方程式为Cu + 4H++ 2NO3-=Cu2++ 2NO2↑+ 2H2O，3Cu + 8H++ 2 NO3-=3Cu2++ 2NO↑+ 4H2O，Au、Pt不与混酸反应，所以滤渣的主要成分是Au、Pt；
（2）加过氧化氢的目的是把亚铁离子氧化成铁离子，方便除去；而且加入过氧化氢不会引入新的杂质且无污染；调节溶液的pH目的是使Fe3+、Al3+沉淀除去；
（3）由滤液2得到CuSO4·5H2O的方法是把滤液蒸发得浓溶液再冷却结晶，过滤得硫酸铜晶体；
（4）甲方案不可行，因为滤渣2的主要成分是Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，加入硫酸沉淀全部溶解使制得的产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质；从原子利用率角度分析，乙方案更合理，不仅能除去硫酸铁，同时增加了硫酸铝的量，原子利用率较高；
（5）由滴定反应方程式得100mL溶液中n（Cu2+）=b×10-3×a×5mol，所以CuSO4·5H2O质量分数= b×10-3×a×5×250/a×100%。

9．氯化亚铜(CuCI)常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末，微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。

工业上采用如下工艺流程，从某酸性废液(主要含Cu2+、Fe3+、H+、CI-)中制备氯化亚铜。

请回答下列问题：
（1）写出步骤①中发生的两个主要反应的离子方程式：___。

（2）步骤②的操作名称是___。

（3）步骤④中所加物质X为___。

（4）步骤⑤的操作是___。

（5）步骤⑥应调节溶液的pH呈酸性，且用乙醇洗涤CuCl品体，目的是___。

（6）在CuCI的生成过程中，可以循环利用的物质是___，理论上___(填“需要”或“不需要”)补充(不考虑调节等消耗)；理由是___。

（7）エ业上还可以采用以碳棒为电极电解CuCl2溶液得到CuCl。

写出电解CuCl2溶液中的阴极上发生的电极反应：___。

【答案】Cu2++Fe=Cu+Fe2+、Fe+2Fe3+=3Fe2+或Fe+2H+=Fe2++H2↑过滤、洗涤CuO或Cu (OH)2或CuCO3等在HCl气流中蒸发结晶减少CuCl的损失硫酸不需要Cu与浓硫酸反应生成CuSO4和 SO2的物质的量为1：1，而生产CuCl的过程中消耗CuSO4和SO2的物质的量也为1﹕1，所以理论上不需要补充H2SO4Cu2++Cl-+e-=CuCl↓
【解析】
【分析】
从某酸性废液（主要含Cu2+、Fe3+、H+、Cl-）中制备氯化亚铜，向工业上以某酸性废液（含Cu2+、Fe3+、H+、Cl-）加入过量的铁粉，三价铁离子与铁粉反应转化为二价铁离子，铜离子与铁反应生成铜，然后过滤，滤渣为过量的铁和生成的铜，依据铜与铁活泼性，将滤渣溶于盐酸，铜与盐酸不反应，过滤得到滤渣即为铜，然后铜与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，酸性废液调节pH值使铁离子沉淀，过滤得氯化铜溶液，氯化铜、硫酸铜、二氧化硫反应生成氯化亚铜和硫酸，硫酸可以再循环利用。

【详解】
（1）步骤①中铁能与铜离子及铁离子反应生成铜和亚铁离子等，同时铁也与酸性废液中的酸反应生成氢气，涉及的离子方程式为Cu2++Fe=Cu+Fe2+、Fe+2Fe3+=3Fe2+、
Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案为：Cu2++Fe=Cu+Fe2+、Fe+2Fe3+=3Fe2+或Fe+2H+=Fe2++H2↑；（2）步骤②中从溶液中分离出固体物质过量的铁和生成的铜，所以步骤②的操作名称是过滤、洗涤，故答案为：过滤、洗涤；
（3）步骤④中为调节溶液的pH值，要能与酸反应同时不引入新的杂质，所以物质X为CuO或Cu (OH)2或CuCO3等，故答案为：CuO或Cu (OH)2或CuCO3等；
（4）步骤⑤的操作是从氯化铜溶液中获得氯化铜晶体，要防止铜离子水解，所以步骤⑤的操作是在HCl气流中蒸发结晶，故答案为：在HCl气流中蒸发结晶；
（5）CuCl微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，所以要用乙醇洗涤CuCl晶体，减少CuCl的损失，故答案为：减少CuCl的损失；
（6）根据流程分析可知，硫酸可以循环利用，Cu与浓硫酸反应生成CuSO4和 SO2的物质的量为1：1，而生产CuCl的过程中消耗CuSO4和SO2的物质的量也为1﹕1，所以理论上不需要补充H2SO4，故答案为：硫酸；不需要；Cu与浓硫酸反应生成CuSO4和 SO2的物质的量为1：1，而生产CuCl的过程中消耗CuSO4和SO2的物质的量也为1﹕1，所以理论上不需要补充H2SO4；
（7）电解CuCl2溶液，阴极上是铜离子得电子生成亚铜离子，亚铜离子结合氯离子生成氯化亚铜沉淀，电极反应式为 Cu2++Cl-+e-=CuCl↓，故答案为：Cu2++Cl-+e-=CuCl↓。

10．孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。

某工厂以孔雀石为主要原料制备CuSO4·5H2O，主要步骤如下：
已知该条件下，通过调节溶液的酸碱性而使 Fe3+、Fe2+、Cu2+生成沉淀的 pH 分别如下：
请回答下列问题：
(1)为了提高孔雀石酸浸时的速率，除适当增加浓硫酸浓度外，还可以采取的措施
有:__________(写一种)。

(2)试剂①是双氧水，把 Fe2+氧化成 Fe3+的目的是__________________________。

根据如图有关数据，你认为工业上氧化操作时应采取的条件是__________________________。

(3)试剂②为CuO，其目的是调节溶液的 pH 保持在___________________范围。

操作Ⅰ的名称是_________________。

(4)溶液 C 得到CuSO4·5H2O的主要步骤是__________________、________________、过滤、洗涤、干燥。

【答案】适当提高反应温度(或搅拌、将矿石研磨成粉末等其他合理等案) 调节pH时, Fe3+在Cu2+开始沉淀之前就能沉淀完全，从而把杂质快除去温度控制在80ºC，pH控制在1.5,氧化时间为4h左右 3.2≤pH<4.7 过滤蒸发浓缩冷却结晶
【解析】
【分析】
孔雀石中加入稀硫酸，得到硫酸铜、硫酸亚铁、水、二氧化碳，还有SiO2，那么气体E为CO2，加入试剂②后产生红褐色沉淀D，说明沉淀为Fe(OH)3，进一步说明溶液B中含有
Fe3+，那么试剂①是一种具有氧化性的试剂，可将溶液A中的Fe2+氧化为Fe3+，为了不引入新杂质，选用的试剂①是H2O2；试剂②的作用是调节溶液的pH使Fe3+沉淀，同时保留
Cu2+，溶液C为硫酸铜溶液，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤干燥后可得CuSO4·5H2O，据此解答本题。

【详解】
（1）为了提高孔雀石酸浸时的速率，除适当增加浓硫酸浓度外，还可以采取的措施是升高反应的温度或者增大接触面积；
（2）由分析可知试剂①是双氧水，可将溶液A中的Fe2+氧化为Fe3+，把 Fe2+氧化成 Fe3+的目的是在Cu2+开始沉淀之前Fe3+已完全沉淀，从而把杂质除去；由曲线图可知，当温度为80℃，pH=1.5时Fe3+的转化率最高，因此工业上氧化操作时应采取的条件是温度为80℃，pH=1.5时，氧化时间为4h左右；
（3）试剂②为CuO，其目的是调节溶液的 pH 保持在3.2~4.7之间，既能让Fe3+完全沉淀，又不让Cu2+开始沉淀；操作Ⅰ为过滤；
（4）由分析可知，溶液 C 得到CuSO4·5H2O的主要步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。