Question

孔雀石的主要成分是CuCO₃?Cu（OH）₂，还含有少量的SiO₂和铁的化合物．实验室以孔雀石为原料制备CuSO₄?5H₂O的步骤如下：

请回答下列问题：
（1）溶液A的金属离子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺．若要检验溶液A中Fe²⁺的最适宜选用的试剂为______（填代号）．
a．KMnO₄b．铁粉c．NaCld．KSCN
（2）向溶液A中加入H₂O₂的目的是将溶液中的Fe²⁺氧化为Fe³⁺，写出该反应的离子方程式：______；实验室选用H₂O₂而不用Cl₂作氧化剂，除考虑环保因素外，另一原因是______．
（3）由溶液C获得CuSO₄?5H₂O，需要经过加热蒸发，______，过滤等操作．除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是______．
（4）将制得的胆矾样品用热重仪进行热重分析，热重仪原理及热重计录如下表：

写出212-250℃温度范围内发生反应的化学方程式：______．

Answer 1

解：（1）亚铁离子具有还原性，能被高锰酸钾氧化为三价铁离子，使高锰酸钾褪色，是检验溶液A中Fe²⁺的最佳试剂，
故答案为：a；
（2）H₂O₂具有氧化性，在该反应中作氧化剂，亚铁离子具有还原性，发生H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂0，H₂O₂与Fe²⁺反应生成的H₂0为溶剂无污染，不会引入新的杂质离子，
故答案为：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂0；不会引入新的杂质离子；
（3）由溶液制取晶体，需经过加热浓缩，冷却结晶才可得到，在过滤操作中，除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需的一种玻璃仪器是玻璃棒，它的作用是引流，
故答案为：冷却结晶；引流；
（4）由图分析可知，CuSO₄?5H₂O受热到45℃时开始脱水分解，212℃时可得到较稳定的一种中间物，在212℃时失去的水的质量为0.375g-0.267g=0.108g，根据反应的化学方程式：
CuSO₄?5H₂OCuSO₄?（5-n）H₂O+nH₂O
250 18n
0.375g 0.108g
解得n=4，212℃时可得到较稳定的一种中间物为CuSO₄?H₂O
248℃时可得到较稳定的一种中间物，根据反应的化学方程式：
CuSO₄?H₂OCuSO₄?（1-n）H₂O+nH₂O
178 18n
0.267g 0.267g-0.240g=0.027g
解得n=1，248℃时可得到较稳定的一种中间物为CuSO₄，212-250℃温度范围内发生反应的化学方程式为CuSO₄?H₂OCuSO₄+H₂O，
故答案为：CuSO₄?H₂OCuSO₄+H₂O．
分析：（1）亚铁离子具有还原性，能被高锰酸钾氧化为三价铁，使高锰酸钾褪色；
（2）根据H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂0的产物解答；
（3）从溶液中要析出晶体，采用冷却结晶法；过滤时要用到玻璃棒引流；
（4）由图象中物质的变化情况分析硫酸铜晶体分解的最低温度，依据212-250℃温度范围内固体物质的质量数据进行分析即可，依据信息中关于反应的叙述书写方程式即可．
点评：本题考查常见金属的单质及其化合物的应用和硫酸铜结晶水含量的测定，掌握物质的制取和提纯、离子的检验等实验操作，分析图象信息是完成本题目的关键，题目较为综合，难度中等．