Question

(14分)某学生实验小组拟用孔雀石(主要成分是Cu(OH)₂·CuC0₃，其杂质主要为FeC0₃等)制胆矾，实验设计流程如下：

回答下列问题：
(1)步骤(a)中，实验研磨孔雀石的仪器名称          ；用硫酸浸取的化学方程式：                      
(2)步骤(b)中，pH控制在3．O～3．5，其目的是                        ；加过氧化氢发生反应的离子方程式为                                               。
(3)怎样判断蒸发浓缩已完成：                                          。
(4)将制得的样品用热重仪进行热重分析，热重仪原理及热重记录如下表：

写出212～248℃温度范围内发生反应的化学方程式                              。
(5) FeC0₃为白色沉淀，此沉淀的Ksp(FeC0₃)=2×10^-11,将FeCl₂的稀溶液与Na₂CO₃溶液等体积混合，若FeCl₂的浓度为2×lO^一5mol·L^-1．则生成沉淀所需Na₂CO₃溶液的最小浓度为    mol·L^-1。

Answer 1

(1)研钵    Cu（OH)₂·CuCO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑
(2)使Fe³⁺沉淀完全，而Cu²⁺仍留在母液中        2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O
(3)当液面有晶体析出时即可说明蒸发浓缩已完成
(4) CuSO₄·H₂OCuSO₄＋H₂O      (5) 4×lO^一6

（1）固体研磨需要在研钵中进行。氢氧化铜或碳酸铜都能和硫酸反应，方程式为Cu（OH)₂·CuCO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑。
（2）双氧水具有氧化性，能把亚铁离子氧化生成铁离子，方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O。在pH＝3.0～5.0的范围内铁离子能完全沉淀，而铁离子留在溶液中。
（3）蒸发时如果发现液面有晶体析出时，即可说明蒸发浓缩已完成。
（4）胆矾是375mg，物质的量是0.0015mol，其中水的质量是0.135mg。在221℃固体减少的质量是375mg－267mg＝108mg，这说明减少的质量是水的质量，所以减少的水的物质的量是0.0015mol，所以此时固体是CuSO₄·H₂O，由212℃到248℃，固体又减少0.027mg，即此时固体中已经没有结晶水了，所以反应的方程式为CuSO₄·H₂OCuSO₄＋H₂O。
（5）等体积混合后，亚铁离子的浓度变为1×lO^一5mol·L^-1．根据溶度积常数的表达式可知c(CO₃^2－)＝，所以原碳酸钠溶液的浓度是4×lO^一6mol/L。