Question

工业上以黄铜矿（主要成分是CuFeS₂，杂质不溶于水和酸）为原料，制备蓝色晶体G，其化学式为[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，涉及流程如图：

已知25℃时，几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表：

	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Fe（OH）3
Ksp	8.0×10-16	2.2×10-22	4.0×10-38
完全沉淀pH	≥9.6	≥6.4	≥3.2

（1）黄铜矿在空气中焙烧能生成铁和铜的低价硫化物，写出其反应的化学方程式：

 

；
（2）试剂X的化学式为

 

；
（3）常温下，0.1mol/L试剂Y的pH=11，则该温度下，试剂Y的电离常数为

 

，用pH试纸测该溶液pH值的方法是

 

；
（4）在溶液N中加入乙醇的目的是

 

．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题,电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）黄铜矿在反射炉中焙烧时与氧气反应，生成Cu₂S和FeS；
（2）从数据看，除去铁元素，应将+2价铁转化为+3价铁，加入双氧水可达到此目的，Fe³⁺水解能力比Cu²⁺强：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入氧化铜、氢氧化铜、碳酸铜或碱式碳酸铜等消耗生成的酸，促使Fe³⁺完全水解，过滤除去过量的CuO和氢氧化铁即可；
（3）由电离常数表达式计算可得，利用pH试纸的使用方法回答；
（4）深蓝色晶体的主要成分是[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，加入乙醇的目的是降低其溶解度，促进晶体析出．

解答： 解：（1）黄铜矿在反射炉中焙烧时与氧气反应，生成Cu₂S和FeS，方程式为2CuFeS₂+O₂═Cu₂S+2FeS+SO₂，
故答案为：2CuFeS₂+O₂═Cu₂S+2FeS+SO₂；
（2）加入试剂X是为了降低溶液的酸性，故可以加入CuO、Cu（OH）₂降低酸性，故答案为：CuO；
（3）试剂Y是氨水，0.1 mol/L时pH=11，c（OH^-）≈c（NH₄⁺）=10^-3；NH₃?H₂O的电离常数为K=

c(NH4+)?c(Cl-)

c(NH3?H2O)

=

10-3×10-3

0.1

=10^-5，
用pH试纸测该溶液pH值的方法是：用洁净的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸的中央，并与比色卡比色，
故答案为：10^-5；用洁净的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸的中央，并与比色卡比色；
（4）深蓝色晶体的主要成分是[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，加入乙醇的目的是降低其溶解度，有利于晶体析出，故答案为：减少晶体溶解度，有利于晶体析出．

点评：本题以工艺流程为基础，考查了化学实验基本操作、氧化还原理论、化学平衡理论等相关知识．