Question

16．孔雀石的成分主要含Cu₂（OH）₂CO₃，還含少量Fe、Si的化合物．某班探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)小組欲以孔雀石為原料制備一定量的CuSO₄•5H₂O及CaCO₃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程的主要步驟如下：

請(qǐng)回答下列問題：
（1）流程中，稀H₂SO₄浸溶時(shí)與孔雀石反應(yīng)的離子方程式為：Cu₂（OH）₂CO₃+4H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O；為了提高孔雀石的浸出速率，可采用的措施有：將孔雀石粉成細(xì)粒、增大H₂SO₄的濃度、升高溫度、使用機(jī)械攪拌器攪拌等．
（2）由溶液A中的金屬離子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺．從下列所給試劑中選擇步驟中試劑①為c（填代號(hào)），檢驗(yàn)溶液A中Fe³⁺的最佳試劑為d（填代號(hào)）．
a．KMnO₄  b．（NH₄）₂S           c．H₂O₂  d．KSCN
（3）由溶液C獲得CuSO₄•5H₂O，需要經(jīng)過加熱蒸發(fā)、蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、過濾等操作．除燒杯、漏斗外，過濾操作還須用的玻璃儀器是玻璃棒，該儀器在此操作中的主要作用是引流．
（4）制備CaCO₃時(shí)，應(yīng)向CaCl₂溶液中先通入（或先加入）NH₃•H₂O（填化學(xué)式）．若實(shí)驗(yàn)過程中有氨氣逸出，應(yīng)用水回收（填物品名稱）．
（5）欲測(cè)定溶液A中Fe²⁺的濃度，需要用容量瓶配制某標(biāo)準(zhǔn)溶液，定容時(shí)視線應(yīng)注視凹液面的最低處與刻度線，直到溶液凹液面最低處與刻度線相切．用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)，應(yīng)選用酸式滴定管（填“酸式”或“堿式”）．

Answer 1

分析 孔雀石的主要成分為Cu₂（OH）₂CO₃，還含少量Fe、Si的化合物，加入稀鹽酸反應(yīng)后生成二氧化碳?xì)怏w，得到溶液氯化銅溶、氯化亞鐵液A，過濾得到二氧化硅固體；然后將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再加入CuO固體調(diào)節(jié)溶液pH沉淀鐵離子過濾得到濾液為氯化銅溶液，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到氯化銅晶體；向CaCl₂溶液中加入氨水和二氧化碳生成碳酸鈣；
（1）孔雀石和鹽酸反應(yīng)生成氯化銅、二氧化碳和水來解答；提高浸出率可從濃度、溫度等影響化學(xué)反應(yīng)速率的角度解答；
（2）溶液A加入試劑①將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，加入試劑能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，又不引入新雜質(zhì)；用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe³⁺離子；溶液B加入CuO調(diào)節(jié)pH值，使Fe³⁺的水解生成氫氧化鐵沉淀而除去；
（3）由溶液制得晶體，應(yīng)進(jìn)行蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾等操作；過濾操作一般要用到三種玻璃儀器：燒杯、漏斗、玻璃棒．玻璃棒的作用是引流，避免液體外濺；
（4）CaCl₂溶液不能與CO₂反應(yīng)，加入堿能反應(yīng)，所以先通入NH₃（或先加入NH₃•H₂O）；氨氣極易溶于水，要注意防倒吸；
（5）讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意眼睛應(yīng)與刻度線相平，利用高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性來分析只能用酸式滴定管盛裝．

解答 解：（1）孔雀石和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化銅、二氧化碳和水，反應(yīng)的離子方程式為：Cu₂（OH）₂CO₃+4H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O；提高浸出率，可增大H₂SO₄的濃度、升高溫度、邊加硫酸邊攪拌等，
故答案為：Cu₂（OH）₂CO₃+4H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O；增大H₂SO₄的濃度；升高溫度；
（2）選擇“最佳試劑”，是加入試劑能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，又不引入新雜質(zhì)，．溶液A的金屬離子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，溶液A加入試劑①將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，
a．若加入KMnO₄，引入K⁺、Mn²⁺等，故a錯(cuò)誤；
b．若加入（NH₄）₂S，F(xiàn)e³⁺會(huì)被硫離子還原成Fe²⁺，且Fe²⁺能與硫離子反應(yīng)生成FeS沉淀，故b錯(cuò)誤；
c．若加入H₂O₂，H₂O₂是一種綠色試劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，不會(huì)引入雜質(zhì)，故c正確；
d．若加入KSCN溶液，不能氧化Fe²⁺，故d錯(cuò)誤，
檢驗(yàn)溶液中Fe³⁺，使用的試劑是KSCN溶液，溶液變成血紅色，是Fe³⁺的特征反應(yīng)，
故答案為：c；d；
（3）由溶液制得晶體，應(yīng)進(jìn)行蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾等操作，過濾操作一般要用到三種玻璃儀器：燒杯、漏斗、玻璃棒，玻璃棒的作用是引流，避免液體外濺，
故答案為：冷卻結(jié)晶；玻璃棒；引流；
（4）CaCl₂溶液不能與CO₂反應(yīng)，加入堿能反應(yīng)，所以先通入NH₃（或先加入NH₃•H₂O）；實(shí)驗(yàn)室收集氨氣時(shí)要注意防止倒吸，因?yàn)榘睔鈽O易溶于水，吸收時(shí)導(dǎo)管不能插入到液面以下，可用倒置的漏斗；
故答案為：NH₃•H₂O；水；
（5）讀數(shù)時(shí)不能人為帶來誤差，視線要與刻度線相平，溶液凹液面最低處與刻度線相切，又高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，則只能用酸式滴定管盛裝高錳酸鉀溶液；
故答案為：注視凹液面的最低處與刻度線；溶液凹液面最低處與刻度線相切；酸式．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備及物質(zhì)分離和提純，側(cè)重考查學(xué)生分析及實(shí)驗(yàn)操作能力，關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理及基本操作方法，知道流程圖中發(fā)生的反應(yīng)及操作方法，題目難度中等．