Question

蓝铜矿主要含xCuCO₃·yCu(OH)₂，还含有少量Fe的化合物，工业上以蓝铜矿为原料制备Cu、CaCO₃和CuSO₄．5H₂O。具体方法步骤如下：

已知：

金属离子		Fe3+	Fe2+	Cu2+
pH	氢氧化物开始沉淀	1.9	7.0	4.7
	氢氧化物完全沉淀	3.2	9.0	6.7

 
（1）蓝铜矿的主要成分与焦炭高温条件可以生成铜、二氧化碳和水，写出该反应的化学方程式
                                                                     。
（2）从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为            （填代号）。
a．KMnO₄     b．K₂Cr₂O₇    c．H₂O₂      d．氯水
（3）在溶液B中加入CuO的作用是调节溶液pH，则pH的范围为           。
（4）由溶液C获得CuSO₄．5H₂O，需要经过加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作，加热蒸发至         时停止加热。
（5）制备CaCO₃时，应向CaCl₂溶液中先通人(或加入）试剂②，则试剂②可以是            
(填代号）；
a．氨水        b．盐酸       c．水蒸气      d．NaOH溶液
如果不加人试剂②，则CaCl₂溶液不能与CO₂反应生成CaCO₃，请依据难溶电解质的沉淀溶解平衡原理分析可能的原因                                                                 。
（6）为确定试剂①的用量，需测定溶液A中Fe²⁺的浓度。实验操作为：准确量取20.00mL 溶液A于锥形瓶中，用0.01200 mol/L的酸性KMnO₄标准溶液滴定至终点，消耗KMnO₄标准溶液15.00 mL，则溶液A中Fe²⁺的浓度为                  。

Answer 1

（1）2[xCuCO₃·yCu(OH)₂] + (x+y)C ="==" 2(x+y)Cu + (3x+y)CO₂ + 2yH₂O ( 2分)
（2）c   (2分)
（3）3.2≤pH<4.7  (2分)
（4）有少量晶体析出(或者表面出现结晶薄膜) (2分)
（5） ad （2分） H₂CO₃第二步电离产生的CO₃^2-离子浓度太低，与Ca²⁺浓度的乘积小于CaCO₃的溶度积，因而不能生成CaCO₃沉淀。加入碱性物质后CO₃^2-离子浓度增大，与Ca²⁺浓度的乘积超过了CaCO₃的溶度积，因而能生成CaCO₃沉淀。（合理即可，2分)
（6） 0.04500mol/L (2分，有效数字错误扣1分）

试题分析：⑵双氧水是一种绿色氧化剂，不会引进杂质，因此选C。⑶加入CuO是调节溶液的pH，目的是除去溶液中的三价铁离子，而不能让铜离子沉淀，因此酸碱度应控制在3.2≤pH<4.7。⑷要利用余热将剩余的水分蒸干。⑸先要使溶液显碱性，氯化钙溶液中通入二氧化碳才能生成碳酸钙沉淀。
⑹         KMnO₄～～～～～～～～～～5Fe²⁺
1mol                     5mol
0.01200 mol/L×15.00 mL         c(Fe²⁺)·20.00mL
解之得：c(Fe²⁺)＝0.04500mol/L