Question

孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3，还含少量铁的氧化物和硅的氧化物。以下是实验室以孔雀石为原料制备CuSO2·5H2O晶体的流程图：

(1)研磨孔雀石的目的是____________________________________________________________。

浸泡孔雀石的试剂A若选用过量的稀硫酸，则固体a是________(填化学式)。

(2)试剂B的目的是将溶液中的Fe2＋转化为Fe3＋，则试剂B宜选用________(填序号)。

A．酸性KMnO4溶液                                     B.双氧水

C．浓硝酸     D．CuO

相应的离子方程式为_____________________________________。

(3)试剂C用于调节溶液pH，使Fe3＋转化为沉淀予以分离。则试剂C宜选用________(填序号)。

A．稀硫酸     B．NaOH溶液

C．氨水 D．CuO

固体c的化学式为_____________________________________。

(4)1 mol氨气通过加热的Cu2(OH)2CO3可以产生1.5 mol金属铜，则该反应的化学方程式为__________________________________________。

(5)常温下Fe(OH)3的Ksp＝1×10－39，若要将溶液中的Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，使溶液中c(Fe3＋)降低1×10－3 mol/L必须将溶液调节至pH＝________。

Answer 1

解析　(1)Cu2(OH)2CO3、铁的氧化物都能溶于稀硫酸，SiO2不与稀硫酸反应。(2)四种试剂都能将Fe2＋氧化为Fe3＋，但酸性KMnO4溶液反应后会生成 Mn2＋引入杂质，浓硝酸反应后会引入NO杂质，氯水反应后会引入Cl－杂质，只有H2O2反应后得到H2O无杂质离子产生，故选B。该反应中H2O2是氧化剂，H2O是还原产物，Fe2＋是还原剂，Fe3＋是氧化产物，由得失电子守恒知n(Fe2＋)∶n(H2O2)＝2∶1，最后再根据电荷守恒和质量守恒得2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O。(3)调节溶液的pH使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀但又不能引入新的杂质，可考虑CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等能与H＋反应的含铜化合物。(4)设反应后N元素化合价为x，由得失电子守恒可知1.5×2＝x－(－3)，解得x＝0，所以得到的氧化产物是N2，再由得失电子守恒配平：3Cu2(OH)2CO3＋4NH36Cu＋3CO2＋9H2O＋2N2。(5)由Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)可得：c(OH－)＝ mol·L－1＝10－12 mol·L－1，c(H＋)＝10－2 mol·L－1，pH＝2。

答案　(1)增大固体表面积，以增大反应速率，同时增大浸出率　SiO2　(2)B　2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O　(3)D　Fe(OH)3　(4)3Cu2(OH)2CO3＋4NH36Cu＋3CO2＋9H2O＋2N2　(5)2