Question

（2012?福建）酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下

①步骤（i）中Cu₂（OH） ₂CO₃ 发生反应的化学方程式为

Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O

．
②步骤（ii）所加试剂起调节pH 作用的离子是

HCO₃^-

（填离子符号）．
③在步骤（iii）发生的反应中，1mol MnO₂转移2mol 电子，该反应的离子方程式为

MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O

．
④步骤（iv）除去杂质的化学方程式可表示为：3Fe³⁺+NH₄⁺+2SO₄^2-+6H₂O=NH₄Fe₃ （SO₄）₂（OH）₆+6H⁺
过滤后母液的pH=2.0，c （Fe³⁺）=a mol?L^-1，c （ NH₄⁺）=b mol?L^-1，c （ SO₄^2-）=d mol?L^-1，该反应的平衡常数K=

10-12

a3bd2

（用含a、b、d 的代数式表示）．

Answer 1

分析：①碱式碳酸铜与硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水；
②硫酸氢铵加入溶液中调节溶液PH是为了和i步骤中加入的过量硫酸反应同时提高溶液PH利于除去铁离子；铵根离子不反应，所以是碳酸氢根离子；
③二氧化锰是强氧化剂，可以和亚铁离子发生氧化还原反应，亚铁离子被氧化为铁离子；
④依据平衡常数的概念计算，用生成物浓度的幂次方乘积除以反应物浓度的幂次方乘积．

解答：解：①碱式碳酸铜与硫酸反应的方程式直接写，用观察法配平．Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，故答案为：Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O；
②题目要求调高PH，铵根离子显酸性，碳酸氢根离子显碱性，则起作用的离子是碳酸氢根离子，故答案为；HCO₃^-；
③依题意亚铁离子变成了铁离子，1mol MnO₂转移电子2 mol，则锰元素从+4变成+2价，溶液是显酸性的，方程式经过观察可要补上氢离子，综合上述分析可写出离子方程式为MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；
④除去杂质的化学方程式可表示为：3Fe³⁺+NH₄⁺+2SO₄^2-+6H₂O=NH₄Fe₃ （SO₄）₂（OH）₆+6H⁺；过滤后母液的pH=2.0，c（Fe³⁺）=a mol?L^-1，c（ NH₄⁺）=b mol?L^-1，c（ SO₄^2-）=d mol?L^-1，氢离子浓度为10^-2，依据K的表达式写出K=

c6(H+)

c2(SO42-)c3(Fe3+)c(NH4+)

=

10-12

a3bd2

，故答案为：

10-12

a3bd2

．

点评：本题考查了工艺流程的分析判断，物质分离的方法和试剂选择方法，离子方程式的书写，氧化还原反应的分析判断，平衡常数的计算，没有在流程上设置障碍，问题设计平实，难度不大．平衡常数计算简单，只要代入即可，没有复杂的数学变换，降低了难度．对图中信息的获取要求较高．