Question

某铜矿石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以此铜矿石为原料制备CuSO₄·5H₂O及CaCO₃，部分步骤如下：

请回答下列问题：

（1）溶液A除含有Cu²⁺外，还可能含有的金属离子有________(填离子符号)；在溶液A中加入H₂O₂反应的离子方程式是______________。

（2）可用生成的CO₂制取优质碳酸钙。制备时，先向氯化钙溶液中通入氨气，再通入CO₂。

①实验室通常采用加热氯化铵和氢氧化钙混合物的方法制取氨气。某学习小组选取下图所给部分装置制取并收集纯净的氨气。

如果按气流方向连接各仪器接口，你认为正确的顺序为a→______、______→______、______→ i。其中与i相连漏斗的作用是______________。

②实验室中还可用固体氢氧化钠和浓氨水制取少量氨气，下列最适合完成该实验的简易装置是

_________(填编号)

（3）测定铜矿石中Cu₂(OH)₂CO₃质量百分含量的方法是：a．将1.25g铜矿石制取的CuSO₄·5H₂O于锥形瓶中，加入适量水完全溶解；b．向溶液中加入100mL0.25mol/L的氢氧化钠溶液使Cu²⁺完全沉淀；c．过滤；d．滤液中的氢氧化钠溶液用0.5mol/L盐酸滴定至终点，耗用10mL盐酸。则铜矿石中Cu₂(OH)₂CO₃质量分数为_____________。

 

Answer 1

【答案】

（1）Fe²⁺、Fe³⁺（2分）；2Fe²⁺+H₂O₂ +2H⁺＝2Fe³⁺+2H₂O （2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】

试题分析：（1）Cu₂(OH)₂CO₃以及Fe、Si的化合物与稀硫酸反应生成硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁。二氧化硅与稀硫酸不反应，所以溶液中A中除含有Cu²⁺外，还可能含有的金属离子有Fe²⁺、Fe³⁺；双氧水具有强氧化性，能把亚铁离子氧化生成铁离子，所以在溶液A中加入H₂O₂反应的离子方程式是2Fe²⁺+H₂O₂ +2H⁺＝2Fe³⁺+2H₂O。

（2）①根据装置图可知，A装置是制备氨气的。由于生成的氨气中含有水蒸气，所以需要干燥，选用碱石灰干燥。氨气的密度小于空气的，且氨气极易溶于水，所以应该用向下排空气法收集，且需要将多余的氨气进行吸收，因此正确的操作顺序是a→g、h→e、d→ i；氨气极易溶于水，因此与i相连的漏斗的作用是防止倒吸。

②用固体氢氧化钠和浓氨水制取少量氨气，因此需要分液漏斗。反应不需要加热，且氨气用向下排空气法收集，所以正确的答案选A。

（3）消耗盐酸的物质的量是0.01L×0.5mol/L＝0.005mol，则根据方程式NaOH＋HCl＝NaCl＋H₂O可知，与盐酸反应的氢氧化钠是0.005mol。氢氧化钠的物质的量是0.1L×0.25mol/L＝0.025mol，则与硫酸铜反应的氢氧化钠是0.025mol－0.005mol＝0.020mol。则根据方程式2NaOH＋CuSO₄＝Cu(OH)₂↓＋Na₂SO₄可知，硫酸铜的物质的量是0.020mol÷2＝0.010mol，所以根据原子守恒可知，铜矿石中Cu₂(OH)₂CO₃的物质的量是0.010mol÷2＝0.005mol，所以Cu₂(OH)₂CO₃质量分数为×100%＝88.8%。

考点：考查氧化还原方程式配平、氨气制备、物质含量的测定以及实验方案的设计与评价等