Question

10．堿式碳酸銅是一種用途廣泛的化工原料．工業(yè)上可用酸性刻蝕廢液（主要成分有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、H ⁺、Cl^-）制備，其制備過程如下：

Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺生成沉淀的pH如下：

物質(zhì)	Cu（OH）2	Fe （OH）2	Fe （OH）3
開始沉淀pH	4.2	5.8	1.2
完全沉淀pH	6.7	8.3	3.2

（1）氯酸鈉的作用是將Fe²⁺氧化成Fe³⁺并最終除去；濾渣的主要成分是Fe（OH）₃（寫化學(xué)式）．
（2）調(diào)節(jié)反應(yīng)A后溶液的pH范圍應(yīng)為3.2-4.2．可以選擇的試劑是d（填序號）．
a．氨水    b．稀硫酸    c．氫氧化鈉    d．碳酸銅
（3）反應(yīng)B的溫度如過高，則所得藍(lán)綠色產(chǎn)品中可能會出現(xiàn)的雜質(zhì)是CuO ．（寫化學(xué)式）
（4）過濾得到的產(chǎn)品洗滌時，如何判斷產(chǎn)品已經(jīng)洗凈？取最后一次洗滌液，加入硝酸銀和稀硝酸，無沉淀生成則表明已洗滌干凈，其它合理答案也給分．
（5）將Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuCl₂溶液中得到沉淀．
①若沉淀只有CuCO₃，則相應(yīng)的離子方程式為Cu²⁺+CO₃^2-=CuCO₃↓
②若沉淀只有Cu（OH）₂，用相應(yīng)的離子方程式表示其過程Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑
③若生成Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物（即堿式鹽）．則說明碳酸銅于氫氧化銅的溶解度相近
（6）堿式碳酸銅組成可表示為：aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O，現(xiàn)通過下列方案測定其組成．步驟如下：
①稱量樣品；②高溫分解；③測出CO₂的質(zhì)量；④測出水蒸汽的質(zhì)量；⑤稱量CuO．
請對上述測定方案作出評價．①稱量樣品的質(zhì)量必須知道，③測出CO₂的質(zhì)量④測出水蒸汽的質(zhì)量⑤稱量CuO的質(zhì)量三個數(shù)據(jù)知道其中的任意兩個即可，另一部分的數(shù)據(jù)可由樣品的質(zhì)量和已知兩部分的質(zhì)量求得．．

Answer 1

分析 根據(jù)流程可知，廢液中加入次氯酸鈉將亞鐵離子氧化成鐵離子，然后用氫氧化銅或碳酸銅調(diào)節(jié)溶液的pH生成氫氧化鐵除去鐵離子，過濾后加入碳酸鈉溶液生成堿式碳酸銅，過濾后得到堿式碳酸銅，
（1）亞鐵離子不容易除去，需要加入次氯酸鈉將亞鐵離子氧化成鐵離子，便于除去雜質(zhì)；
（2）調(diào)節(jié)PH使得鐵離子沉淀完全，而銅離子不能開始沉淀，為了不引入雜質(zhì)，最合適的堿性物質(zhì)是碳酸銅；
（3）反應(yīng)B的溫度如過高，碳酸銅和氧化銅受熱分解為氧化銅；
（4）取最后一次洗滌液設(shè)計實(shí)驗(yàn)用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗(yàn)是否含有氯離子設(shè)計檢驗(yàn)；
（5）①Cu²⁺和CO₃^2-生成CuCO₃沉淀；
②Cu²⁺和CO₃^2-和水反應(yīng)生成Cu（OH）₂沉淀和二氧化碳；
③若生成Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物生成堿式鹽，說明二者溶解度相近；
（6）樣品的總質(zhì)量必須稱稱量，aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O包括的三部分，知道其中兩部分的數(shù)據(jù)，另一部分的數(shù)據(jù)可由樣品的質(zhì)量和已知兩部分的質(zhì)量求得．

解答 解：根據(jù)流程可知，制備堿式碳酸銅的方法為：廢液中加入次氯酸鈉將亞鐵離子氧化成鐵離子，然后用氫氧化銅或碳酸銅調(diào)節(jié)溶液的pH生成氫氧化鐵除去鐵離子，過濾后加入碳酸鈉溶液生成堿式碳酸銅，過濾后得到堿式碳酸銅，
（1）由于沉淀氫氧化亞鐵的pH大于沉淀氫氧化鐵的pH，所以應(yīng)該把亞鐵離子氧化生成鐵離子，然后再沉淀，所以氯酸鈉的作用是將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，
濾渣為鐵離子完全沉淀得到的氫氧化鐵沉淀；
故答案為：將Fe²⁺氧化成Fe³⁺并最終除去；Fe（OH）₃；
（2）調(diào)節(jié)pH使得鐵離子沉淀完全，而銅離子不能開始沉淀，調(diào)節(jié)反應(yīng)A后溶液的pH范圍應(yīng)為3.2-4.2；氨水氫氧化鈉均引入雜質(zhì)離子，加入硫酸不能使pH升高，為了不引入雜質(zhì)，最合適的堿性物質(zhì)是碳酸銅，
故答案為：3.2-4.2；d；
（3）反應(yīng)B的溫度如過高，碳酸銅和氧化銅均可受熱分解生成氧化銅，
故答案為：CuO；
（4）最后過濾得到的產(chǎn)品洗滌時，判斷產(chǎn)品已經(jīng)洗凈的方法和步驟為：取最后一次洗滌液，加入硝酸銀和稀硝酸，無沉淀生成則表明已洗滌干凈；
故答案為：取最后一次洗滌液，加入硝酸銀和稀硝酸，無沉淀生成則表明已洗滌干凈，其它合理答案也給分；
（5）①將Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuCl₂溶液中得到沉淀，Cu²⁺和CO₃^2-生成CuCO₃沉淀，離子方程式為：Cu²⁺+CO₃^2-=CuCO₃↓；
故答案為：Cu²⁺+CO₃^2-=CuCO₃↓；
②Cu²⁺和CO₃^2-和水發(fā)生雙水解反應(yīng)生成Cu（OH）₂沉淀和二氧化碳，離子方程式為：Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑；
故答案為：Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑；
③若生成Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物生成堿式鹽，說明二者溶解度相近，既生成氫氧化銅也生成碳酸銅；
故答案為：碳酸銅于氫氧化銅的溶解度相近；
（6）堿式碳酸銅的組成可表示為：aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O．分解產(chǎn)物有三部分組成：二氧化碳、CuO、水，要測定其組成，①稱量樣品的質(zhì)量必須知道，③測出CO₂的質(zhì)量④測出水蒸汽的質(zhì)量⑤稱量CuO的質(zhì)量三個數(shù)據(jù)知道其中的任意兩個即可，另一部分的數(shù)據(jù)可由樣品的質(zhì)量和已知兩部分的質(zhì)量求得，
故答案為：①稱量樣品的質(zhì)量必須知道，③測出CO₂的質(zhì)量④測出水蒸汽的質(zhì)量⑤稱量CuO的質(zhì)量三個數(shù)據(jù)知道其中的任意兩個即可，另一部分的數(shù)據(jù)可由樣品的質(zhì)量和已知兩部分的質(zhì)量求得．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)分離方法和物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，涉及離子反應(yīng)較多，掌握物質(zhì)性質(zhì)是關(guān)鍵，題目難度中等．