Question

孔雀石的主要成分為Cu₂(OH)₂CO₃，還含少量Fe、Si的化合物。實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備CuSO₄·5H₂O的步驟如下：

稀硫酸

為解決有關(guān)問題，興趣小組同學(xué)查得有關(guān)物質(zhì)沉淀的pH數(shù)據(jù)如下：

物質(zhì)	pH (開始沉淀)	pH(完全沉淀)
Fe(OH)3	1.9	3.2
Fe(OH)2	7.0	9.0
Cu(OH)2	4.7	6.7

(1)“除雜”時先通入足量H₂O₂將Fe^2＋氧化成Fe^3＋，再加入CuO固體。其中加入CuO作用是

                                                              ，需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為                   。

(2)操作X包括 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾和洗滌等。在進(jìn)行該操作時，需要將溶液B再

適當(dāng)酸化目的                                                                。

(3)若向溶液B中逐滴加入NaOH溶液，剛好出現(xiàn)沉淀時，請寫出存在的難溶物質(zhì)的沉淀溶解平衡方程式為                                                                   

(4) 為準(zhǔn)確測定溶液A中含有Fe^2＋的物質(zhì)的量濃度，實(shí)驗(yàn)如下：

①取出25.00mL溶液A，配制成250 mL 溶液。

②滴定：準(zhǔn)確量取25.00ml所配溶液于錐形瓶中，將0.20mol/LKMnO₄溶液

裝入              ，記錄數(shù)據(jù)。重復(fù)滴定2次。平均消耗KMnO₄溶液V mL。

(反應(yīng)式： 5Fe²⁺ + MnO₄^— +10 H⁺ = 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 5H₂O)

③ 計(jì)算溶液A中Fe²⁺的物質(zhì)的量濃度=             mol/L （只列出算式，不做運(yùn)算）。

 

Answer 1

【答案】

⑴ 升高溶液的pH，促進(jìn)Fe^3＋水解生成Fe(OH)₃沉淀（3分）；3.2－4.7（2分）

⑵   抑制Cu^2＋的水解  （3分）  (3)  Cu(OH)₂(s)Cu ²⁺(aq) + 2OH ^-(aq)   （2分）

(4)②酸式滴定管（2分）  ③×0.20×V×10^-3×5 /25 ×10^-3 （2分）

【解析】

試題分析：（1）要除去、Fe³⁺離子，就需要調(diào)節(jié)溶液的pH值，且還不能引入新的雜質(zhì)，所以氧化銅的作用就是升高溶液的pH，促進(jìn)Fe^3＋水解生成Fe(OH)₃沉淀。氫氧化銅開始沉淀時的pH值是4.7，氫氧化鐵完全沉淀時的pH值時3.2，所以pH的范圍是3.2～4.7。

（2）由于銅離子在溶液中也水解，所以再次酸化的目的是抑制Cu^2＋的水解。

（3）氫氧化銅的沉淀溶解平衡方程式是Cu(OH)₂(s)Cu ²⁺(aq) + 2OH ^-(aq)。

（4）②由于高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，則只能用酸式滴定管盛裝高錳酸鉀溶液。

③根據(jù)反應(yīng)的方程式可知，1mol高錳酸鉀能氧化5mol亞鐵離子，所以根據(jù)消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量可知，溶液A中Fe²⁺的物質(zhì)的量濃度×0.20×V×10^-3×5 /25 ×10^-3mol/L。

考點(diǎn)：考查常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用、沉淀溶解平衡、水解平衡的應(yīng)用、儀器的選擇以及物質(zhì)的量濃度的計(jì)算

點(diǎn)評：該題是高考中的常見題型，難度大，綜合性強(qiáng)，對學(xué)生的要求高。試題在注重對基礎(chǔ)知識鞏固和訓(xùn)練的同時，側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力以及評價能力。該類試題主要是以常見儀器的選用、實(shí)驗(yàn)基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性及靈活運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力。該類試題綜合性強(qiáng)，理論和實(shí)踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過的知識和技能，進(jìn)行知識的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論。