Question

18．孔雀石的主要成分為Cu₂（OH）₂CO₃還含少量二價鐵和三價鐵的氧化物及硅的氧化物．如圖是實驗室以孔雀石為原料制備CuSO₄•5H₂O晶體的流程圖：
（1）試劑A的化學式是H₂SO₄；操作I的名稱是過濾；
（2）操作Ⅱ的名稱是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；用到的儀器有：酒精燈、玻璃棒、蒸發(fā)皿、坩堝鉗和三角架．
（3）使用試劑B的目的是將溶液中的Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，試劑B最好選用B（填選項序號）．
A．酸性KMnO₄溶液       B．雙氧水        C．濃硝酸          D．氯水
寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方式：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O．
（4）已知

物質(zhì)	Fe（OH）3	Cu（OH）2
開始沉淀時的pH	2.3	4.8
完全沉淀時的pH	3.7	6.7

試劑C的使用是為了調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀予以分離．試劑C宜選用D（填選項序號）；
A．稀硫酸          B．NaOH溶液          C．氨水          D．CuCO₃
為完全除去溶液c中的Fe³⁺而又不使Cu²⁺沉淀，則應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為3.7～4.8．
（5）溶液c中含有的兩種金屬陽離子，若用色譜分析法檢驗，固定相是附著在濾紙上的水，濾紙的作用是惰性支持物．在流動相中分配較少的離子是Cu²⁺、氨熏后的顏色是深藍色，其氨熏時的離子方程式為Cu²⁺+4NH₃•H₂0═[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O．

Answer 1

分析 孔雀石的主要成分為Cu₂（OH）₂CO₃，還含少量二價鐵和三價鐵的氧化物及硅的氧化物，將孔雀石研磨然后加入試劑A浸泡，得到氣體、溶液和固體，因為最終得到CuSO₄，且能得到氣體，試劑A為稀硫酸，Cu₂（OH）₂CO₃、二價鐵和三價鐵的氧化物都能和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鹽，SiO₂和稀硫酸不反應(yīng)，所以X為CO₂、溶液中溶質(zhì)為CuSO₄、鐵的硫酸鹽，過濾得到固體b為SiO₂；試劑B的目的是將溶液中的Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，試劑B應(yīng)該具有強氧化性，能氧化亞鐵離子但不能引進新的雜質(zhì)，所以B為雙氧水；試劑C用于調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀予以分離，加入的物質(zhì)能和稀硫酸反應(yīng)，能將鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，但不能引進新的雜質(zhì)；然后過濾得到固體e和溶液d，將溶液d蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到五水硫酸銅，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）通過以上分析知，A為H₂SO₄，操作I為分離難溶性固體和溶液，采用過濾方法，故答案為：H₂SO₄；過濾；
（2）通過以上分析知，操作Ⅱ的名稱是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；用到的儀器有：酒精燈、玻璃棒、蒸發(fā)皿、坩堝鉗和三角架；
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；蒸發(fā)皿；
（3）使用試劑B的目的是將溶液中的Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，但不能引進新的雜質(zhì)，所以試劑B最好選用雙氧水，發(fā)生離子方程式為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：B；2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）試劑C應(yīng)該能與酸反應(yīng)，增大溶液pH，使Fe³⁺完全轉(zhuǎn)化為沉淀予以分離，而且不引入雜質(zhì)，故宜選用CuCO₃，稀硫酸不反應(yīng)，NaOH溶液和氨水會引入雜質(zhì)，故不適合；將鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀但銅離子不能轉(zhuǎn)化為沉淀，所以pH范圍為3.7-4.8，故答案為：D；3.7～4.8；
（5）溶液c中含有的兩種金屬陽離子即Fe³⁺和Cu²⁺，若用色譜分析法檢驗，固定相是附著在濾紙上的水，濾紙的作用是惰性支持物．在流動相中分配較少的離子是Cu²⁺、氨熏后Cu²⁺與氨水反應(yīng)生成[Cu（NH₃）₄]²⁺，所以溶液的顏色是深藍色，其氨熏時的離子方程式為Cu²⁺+4NH₃•H₂0═[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O．
故答案為：附著在濾紙上的水；惰性支持物；Cu²⁺；深藍色；Cu²⁺+4NH₃•H₂0═[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O．

點評 本題考查物質(zhì)分離和提純，為高頻考點，涉及試劑的選取、基本實驗操作、除雜等知識點，明確實驗原理是解本題關(guān)鍵，知道每個過程發(fā)生的反應(yīng)及基本操作方法，注意選取試劑時不能引進新的雜質(zhì)，注意是利用氫氧化鐵溶解度受pH的影響選取試劑，而不是直接用鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鐵，為易錯點．