Question

孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3，還含少量鐵的氧化物和硅的氧化物。以下是實驗室以孔雀石為原料制備CuSO2·5H2O晶體的流程圖：

(1)研磨孔雀石的目的是____________________________________________________________。

浸泡孔雀石的試劑A若選用過量的稀硫酸，則固體a是________(填化學式)。

(2)試劑B的目的是將溶液中的Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，則試劑B宜選用________(填序號)。

A．酸性KMnO4溶液                                     B.雙氧水

C．濃硝酸     D．CuO

相應的離子方程式為_____________________________________。

(3)試劑C用于調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)化為沉淀予以分離。則試劑C宜選用________(填序號)。

A．稀硫酸     B．NaOH溶液

C．氨水 D．CuO

固體c的化學式為_____________________________________。

(4)1 mol氨氣通過加熱的Cu2(OH)2CO3可以產(chǎn)生1.5 mol金屬銅，則該反應的化學方程式為__________________________________________。

(5)常溫下Fe(OH)3的Ksp＝1×10－39，若要將溶液中的Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，使溶液中c(Fe3＋)降低1×10－3 mol/L必須將溶液調(diào)節(jié)至pH＝________。

Answer 1

解析　(1)Cu2(OH)2CO3、鐵的氧化物都能溶于稀硫酸，SiO2不與稀硫酸反應。(2)四種試劑都能將Fe2＋氧化為Fe3＋，但酸性KMnO4溶液反應后會生成 Mn2＋引入雜質(zhì)，濃硝酸反應后會引入NO雜質(zhì)，氯水反應后會引入Cl－雜質(zhì)，只有H2O2反應后得到H2O無雜質(zhì)離子產(chǎn)生，故選B。該反應中H2O2是氧化劑，H2O是還原產(chǎn)物，F(xiàn)e2＋是還原劑，F(xiàn)e3＋是氧化產(chǎn)物，由得失電子守恒知n(Fe2＋)∶n(H2O2)＝2∶1，最后再根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒得2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O。(3)調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀但又不能引入新的雜質(zhì)，可考慮CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等能與H＋反應的含銅化合物。(4)設反應后N元素化合價為x，由得失電子守恒可知1.5×2＝x－(－3)，解得x＝0，所以得到的氧化產(chǎn)物是N2，再由得失電子守恒配平：3Cu2(OH)2CO3＋4NH36Cu＋3CO2＋9H2O＋2N2。(5)由Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)可得：c(OH－)＝ mol·L－1＝10－12 mol·L－1，c(H＋)＝10－2 mol·L－1，pH＝2。

答案　(1)增大固體表面積，以增大反應速率，同時增大浸出率　SiO2　(2)B　2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O　(3)D　Fe(OH)3　(4)3Cu2(OH)2CO3＋4NH36Cu＋3CO2＋9H2O＋2N2　(5)2