Question

某銅礦石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，還含少量Fe、Si的化合物。實(shí)驗(yàn)室以此銅礦石為原料制備CuSO₄·5H₂O 及CaCO₃，部分步驟如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）溶液A除含有Cu²⁺外，還可能含有的金屬離子有________(填離子符號(hào))，驗(yàn)證所含離子所用的試劑是______________。

（2）可用生成的CO₂制取優(yōu)質(zhì)碳酸鈣。制備時(shí)，先向氯化鈣溶液中通入氨氣，再通入CO₂。

①實(shí)驗(yàn)室通常采用加熱氯化銨和氫氧化鈣混合物的方法制取氨氣。某學(xué)習(xí)小組選取下圖所給部分裝置制取并收集純凈的氨氣。

如果按氣流方向連接各儀器接口，你認(rèn)為正確的順序?yàn)閍→______、______→______、______→ i。其中與i相連漏斗的作用是______________。

②實(shí)驗(yàn)室中還可用固體氫氧化鈉和濃氨水制取少量氨氣，下列最適合完成該實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置是_________(填編號(hào))

（3）測(cè)定銅礦石中Cu₂(OH)₂CO₃質(zhì)量百分含量的方法是：a．將1.25g銅礦石制取的CuSO₄·5H₂O于錐形瓶中，加入適量水完全溶解；b．向溶液中加入100mL0.25mol/L的氫氧化鈉溶液使Cu²⁺完全沉淀；c．過(guò)濾；d．濾液中的氫氧化鈉溶液用0.5mol/L鹽酸滴定至終點(diǎn)，耗用10mL鹽酸。則銅礦石中Cu₂(OH)₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)____________。

 

Answer 1

【答案】

（11分）（1）Fe²⁺、Fe³⁺；酸性高錳酸鉀溶液、KSCN溶液。（4分，各1分，其他合理答案也得分）

（2）①a→g、h→e、d→ i （2分），防止倒吸（1分）；②A（2分） （3）88.8%（2分）

【解析】

試題分析：（1）Cu₂(OH)₂CO₃以及Fe、Si的化合物與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鐵。二氧化硅與稀硫酸不反應(yīng)，所以溶液中A中除含有Cu²⁺外，還可能含有的金屬離子有Fe²⁺、Fe³⁺；亞鐵離子具有還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，因此可以檢驗(yàn)亞鐵離子。檢驗(yàn)鐵離子可以用KSCN溶液檢驗(yàn)。

（2）①根據(jù)裝置圖可知，A裝置是制備氨氣的。由于生成的氨氣中含有水蒸氣，所以需要干燥，選用堿石灰干燥。氨氣的密度小于空氣的，且氨氣極易溶于水，所以應(yīng)該用向下排空氣法收集，且需要將多余的氨氣進(jìn)行吸收，因此正確的操作順序是a→g、h→e、d→ i；氨氣極易溶于水，因此與i相連的漏斗的作用是防止倒吸。

②用固體氫氧化鈉和濃氨水制取少量氨氣，因此需要分液漏斗。反應(yīng)不需要加熱，且氨氣用向下排空氣法收集，所以正確的答案選A。

（3）消耗鹽酸的物質(zhì)的量是0.01L×0.5mol/L＝0.005mol，則根據(jù)方程式NaOH＋HCl＝NaCl＋H₂O可知，與鹽酸反應(yīng)的氫氧化鈉是0.005mol。氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.1L×0.25mol/L＝0.025mol，則與硫酸銅反應(yīng)的氫氧化鈉是0.025mol－0.005mol＝0.020mol。則根據(jù)方程式2NaOH＋CuSO₄＝Cu(OH)₂↓＋Na₂SO₄可知，硫酸銅的物質(zhì)的量是0.020mol÷2＝0.010mol，所以根據(jù)原子守恒可知，銅礦石中Cu₂(OH)₂CO₃的物質(zhì)的量是0.010mol÷2＝0.005mol，所以Cu₂(OH)₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%＝88.8%。

考點(diǎn)：考查離子檢驗(yàn)、氨氣制備、物質(zhì)含量的測(cè)定以及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)等