Question

6．孔雀石的主要成分为Cu₂（OH）₂CO₃（难溶），还含少量Fe₂O₃、SiO₂．实验室以孔雀石为原料制备CuCl₂•3H₂O及CaCO₃的步骤如下：

（1）写出孔雀石和盐酸反应的离子方程式Cu₂（OH）₂CO₃+4H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O．
（2）滤渣A成分的化学式是SiO₂，气体B的分子式是NH₃．
（3）将CuCl₂溶液酸化后，经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到CuCl₂•3H₂O晶体．
（4）某种胃药片的治酸剂为CaCO₃，该药片中CaCO₃质量分数的测定步骤如下（假设其他成分不发生反应）：
a．配制0.1mol•L^-1的HCl溶液和0.1mol•L^-1的NaOH溶液各250mL．
b．取0.6g磨碎后的胃药于锥形瓶中．
c．向锥形瓶内加入75.00mL 0.1mol•L^-1的HCl溶液充分反应．
d．用0.1mol•L^-1的NaOH溶液滴定剩余盐酸，至达到滴定终点．
①配制上述NaOH溶液所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有胶头滴管、250mL容量瓶．
②若滴定中NaOH溶液的用量为15.00mL，则胃药中碳酸钙的质量分数为50%．

Answer 1

分析 孔雀石的主要成分为Cu₂（OH）₂CO₃，还含少量Fe、Si的化合物，加入稀盐酸反应后生成二氧化碳气体，得到溶液氯化铜溶、氯化亚铁液A，过滤得到二氧化硅固体；然后将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再加入CuO固体调节溶液pH沉淀铁离子过滤得到滤液为氯化铜溶液，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到氯化铜晶体；由工艺流程转化关系可知，应先向CaCl₂溶液中加入碱性物质并且不引入新杂质，故气体X应为碱性气体，应为氨气；
（1）孔雀石和盐酸反应生成氯化铜、二氧化碳和水来解答；
（2）过滤得到二氧化硅固体；向CaCl₂溶液中加入碱性物质并且不引入新杂质，故气体为氨气；
（3）由溶液制得晶体，应进行蒸发、冷却结晶、过滤等操作；
（4）②根据配制步骤是计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶来分析需要的仪器；
②根据盐酸和氢氧化钠的反应，计算出剩余的盐酸的物质的量，用盐酸总的物质的量减去剩余的盐酸的物质的量，就是碳酸钙消耗的盐酸，再计算出碳酸钙的质量分数即可．

解答 解：（1）孔雀石和稀盐酸反应生成氯化铜、二氧化碳和水，反应的离子方程式为：Cu₂（OH）₂CO₃+4H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O；
故答案为：Cu₂（OH）₂CO₃+4H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O；
（2）滤渣A成分的化学式是SiO₂，气体B的分子式是NH₃；
故答案为：SiO₂；NH₃；
（3）将CuCl₂溶液酸化后，经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到CuCl₂•3H₂O晶体；
故答案为：加热浓缩；冷却结晶；
（4）①根据配制步骤是计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知所需的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶和胶头滴管，故
所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有胶头滴管、250 mL容量瓶；
故答案为：胶头滴管、250 mL容量瓶；
②NaOH+HCl=NaCl+H₂O
   1    1
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂+H₂O
 1     2
根据上面两个公式可求得于CaCO₃反应的HCl物质的量为（75-15）×0.1/1000=0.006mol，CaCO₃的物质的量为：0.003mol，质量0.003mol×100g/mol=0.3g，胃药中碳酸钙的质量分数为$\frac{0.3g}{0.6g}$×100%=50%；
故答案为：50%．

点评 本题以化学工艺流程图为载体，设计方案制备CuCl₂•3H₂O及CaCO₃，考查无机化学与实验的融合能力，以及完成基本实验操作的能力和化学计算，难度大．