Question

某銅礦石中銅元素含量較低，且含有鐵、鎂、鈣等雜質(zhì)離子。某小組在實(shí)驗(yàn)室中用浸出-萃取法制備硫酸銅：

（1）操作I為_______。操作II用到的玻璃儀器有燒杯_______
（2）操作II、操作III的主要目的是_______、富集銅元素。
（3）小組成員利用CuSO₄溶液與Na₂CO₃溶液混合反應(yīng)，制備環(huán)保型木材防腐劑Cu₂(OH)₂CO₃懸濁液。多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)所得藍(lán)色懸濁液顏色略有差異，查閱資料表明，可能由于條件控制不同使其中混有較多Cu(OH)₂或Cu₄(OH)₆SO₄。
已知Cu(OH)₂、Cu₂(OH)₂CO₃、Cu₄((OH)₆SO₄均難溶于水，可溶于酸；分解溫度依次為 80℃、200℃、300℃。
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)懸濁液成分，完成表中內(nèi)容。
限選試劑：2mol?L^－1HCl、1 mol?L^－1H₂SO₄、0.1 mol?L^－1NaOH、0.1 mol?L^－1 BaCl₂、蒸餾水。儀器和用品自選。

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量懸濁液，過濾，充分洗滌后，取濾渣于試管中，_______________________________________________________________	說明懸濁液中混__________________________________________,有Cu4( OH)6SO4。
步驟2：另取少量懸濁液于試管中，____________________________	______________， 說明懸濁液中混有Cu( OH) 2。

 
（4）上述實(shí)驗(yàn)需要100mL 0.5 mol?L^－1的CuSO₄溶液，配制時(shí)需稱取_______gCuSO₄?5H₂O (化學(xué)式量：250)。

Answer 1

（17分）
（1）（共4分）管壁內(nèi)有淡黃色固體生成（2分） 稀釋濃硫酸，防止硫化氫被氧化（2分）
（2）（共6分）濃氨水、生石灰（或堿石灰、固體NaOH，4分）   保持集氣瓶?jī)?nèi)外氣壓平衡（1分），以便左右兩邊產(chǎn)生的氣體順利導(dǎo)入（1分）
（3）（共7分）①放低（或移動(dòng)）水準(zhǔn)管位置（2分 ），使水準(zhǔn)管、量氣管內(nèi)液面相平（2分）  ②70.00%（3分）

解析試題分析：（1）依題意，二氧化硫氣體與硫化氫氣體反應(yīng)生成單質(zhì)硫和水，由此推斷反應(yīng)現(xiàn)象為管壁內(nèi)有淡黃色固體生成、有液滴生成；由于硫化氫能被濃硫酸氧化，則硫化亞鐵出加水的目的是稀釋濃硫酸，防止稀硫酸與硫化亞鐵反應(yīng)放出的硫化氫氣體被濃硫酸氧化；（2）根據(jù)二氧化硫的性質(zhì)推斷，右側(cè)Y型管的作用是制取氨氣，由于無加熱儀器，則選擇的試劑為濃氨水液體和生石灰或堿石灰或氫氧化鈉固體，產(chǎn)生的氨氣溶于BaCl₂溶液，得到堿性溶液，再通入二氧化硫氣體時(shí)，二氧化硫與氨水反應(yīng)生成亞硫酸銨，亞硫酸銨與BaCl₂溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，可以得到白色BaSO₃沉淀和NH₄Cl溶液；導(dǎo)管A的作用是保持集氣瓶?jī)?nèi)外氣壓平衡，以便左右兩邊產(chǎn)生的氣體順利導(dǎo)入；（3）讀數(shù)時(shí)，應(yīng)放低（或移動(dòng)）水準(zhǔn)管位置，使水準(zhǔn)管中的液面高于量氣管中液面相平，以免造成誤差；防止倒吸；設(shè)鐵鎂合金含有xmolFe、ymolMg，根據(jù)m=n?M，則①56x+24y=0.080；由于Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑、Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑中的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，充分反應(yīng)后得到氫氣的物質(zhì)的量為(x+y)mol；由于初末讀數(shù)相差(45.80—1.00)mL=(45.80—1.00)×10^—3L，說明充分反應(yīng)后得到氫氣的體積為(45.80—1.00)×10^—3L；由于n=V/V_m，根據(jù)氫氣的物質(zhì)的量相等可得：②x+y =；解①②可得：x=0.001，y=0.001，則合金中鐵的質(zhì)量為0.056g，鎂為0.024g，所以合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=70%。
考點(diǎn)：考查綜合實(shí)驗(yàn)和化學(xué)計(jì)算，涉及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述、解釋原因、制取氨氣的試劑、解釋目的、量氣方法、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等。