Question

【題目】孔雀石主要成分是Cu2(OH)2CO3,還含少量FeCO3及Si的化合物，實驗室以孔雀石為原料制備硫酸銅晶體的步驟如下:

（1）步驟I中涉及的主要反應(yīng)用離子方程式表示為__________.

（2）步驟Ⅱ中試劑①是_______(填代號).

A．KMnO4 B．H2O2 C．Fe粉 D．KSCN

（3）步驟Ⅲ加入CuO 的目的是_________

（4）步驟Ⅳ獲得硫酸銅晶體，需要經(jīng)過_____________冷卻結(jié)晶、過濾等操作.

（5）測定硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)中結(jié)晶水的x值:稱取2.41g硫酸銅晶體，在坩堝中加熱至質(zhì)量不再改變時，稱量粉末的質(zhì)量為1.6g.則計算得x=______(計算結(jié)果精確到0.1)

Answer 1

【答案】Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O b 消耗酸使溶液pH升高(或調(diào)節(jié)溶液pH)，便于Fe3+(水解)形成沉淀除去 加熱濃縮(或蒸發(fā)濃縮) 4.5

【解析】

孔雀石的主要成分為Cu2（OH）2CO3，還含少量FeCO3、Si的化合物，加入稀硫酸反應(yīng)后生成二氧化碳?xì)怏w，過濾得到二氧化硅固體，得到濾液1為硫酸銅、硫酸亞鐵溶液，“除雜”時先通入足量過氧化氫將Fe2+氧化成Fe3+，得到溶液2為硫酸銅、硫酸鐵溶液，再加入CuO固體調(diào)節(jié)溶液pH，沉淀鐵離子生成氫氧化鐵沉淀；過濾得到濾液為硫酸銅溶液，濾液3為硫酸銅溶液，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到硫酸銅晶體。

（1）驟I中涉及的反應(yīng)有稀硫酸與Cu2(OH)2CO3與FeCO3反應(yīng)，主要反應(yīng)為稀硫酸與Cu2(OH)2CO3反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化碳和水，反應(yīng)的離子方程式為Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2+

+CO2↑+3H2O，故答案為：Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O；

（2）加入試劑①的目的是氧化亞鐵離子為鐵離子，便于沉淀除去，所加試劑能和亞鐵離子反應(yīng)且不能引入新的雜質(zhì)，a．KMnO4溶液加入后，能氧化亞鐵離子，但會引入鉀離子、錳離子，故a不符合；　　　　b．加入H2O2會氧化亞鐵離子為鐵離子，過氧化氫被還原為水，不引入雜質(zhì)，故b符合；c．Fe粉不能氧化亞鐵離子，故c不符合； d．加入KSCN溶液結(jié)合鐵離子形成絡(luò)合物，不能氧化亞鐵離子，亞鐵離子的存在會干擾硫酸銅晶體的析出，故d不符合，故選b，故答案為：b；

（3）步驟Ⅲ加入CuO 的目的是消耗Fe3+水解生成的H+離子，使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而除去，故答案為：消耗酸使溶液pH升高(或調(diào)節(jié)溶液pH)，便于Fe3+(水解)形成沉淀除去；

（4）操作Ⅳ得到溶液中溶質(zhì)的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，故答案為：蒸發(fā)濃縮；

（5）稱取2.41g硫酸銅晶體，加熱至質(zhì)量不再改變時，稱量粉末的質(zhì)量為1.6g為硫酸銅質(zhì)量，n（CuSO4）物質(zhì)的量= 1.6g/160g/mol=0.01mol，受熱質(zhì)量減少2.41g-1.6g=0.81g，水的物質(zhì)的量=0.81g/18g/mol=0.045mol,則1：x=0.01mol: 0.045mol,x=4.5,故答案為：4.5。