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CuSO4•5H

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CuSO4•5H2O晶体的流程图:

(1)孔雀石研磨的目的是______.浸泡孔雀石的试剂A若选用过量的稀硫酸,则产生的气体a是______ (填化学式)、固体a是______ (填化学式).
(2)使用试剂B的目的是将溶液中的Fe2+转化为Fe3+,试剂B宜选用______ (填选项序号).
A.酸性KMnO4溶液B.双氧水C.浓硝酸D.氯水
相应的化学反应方程式:______.
(3)试剂C的使用目的是调节溶液pH,使Fe3+转化为沉淀予以分离.试剂C宜选用______(填选项序号).
A.稀硫酸B.NaOH溶液C.氨水D.CuO
相应的离子方程式______.
(4)1mol氨气通过加热的Cu2(OH)2CO3可以产生1.5mol金属铜,发生反应的化学方程式:
3Cu2(OH)2CO3+4NH3
.
6Cu+3CO2+9H2O+2N2
3Cu2(OH)2CO3+4NH3
.
6Cu+3CO2+9H2O+2N2

(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+)降低至1×10-3 mol/L,必需将溶液pH调节至______.
黑帐篷 1年前 已收到1个回答 举报

liufangjun 幼苗

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解题思路:流程孔雀石经研磨后加过量的稀硫酸浸泡,Cu2(OH)2CO3和铁的氧化物会与硫酸反应,生成气体a为二氧化碳,固体a为不溶的二氧化硅,溶液a为铜和铁的硫酸盐溶液,溶液a中加入试剂B、C将溶液中的Fe2+转化为Fe3+,调节溶液pH,使Fe3+转化为沉淀予以分离,得沉淀C为氢氧化铁,溶液C为硫酸铜溶液.
(1)根据增大固体表面积,能增大反应速率.Cu2(OH)2CO3会与硫酸反应则产生CO2气体,SiO2不溶.
(2)双氧水不但能将溶液中的Fe2+转化为Fe3+,而且不引入新的杂质,其他试剂会引入杂质离子.根据Fe2+在酸性条件下与H2O2反应生成Fe3+和H2O,配平可得相应的化学反应方程式.
(3)CuO应该能与酸反应,增大溶液pH,使Fe3+完全转化为沉淀予以分离,而且不引入杂质;稀硫酸不反应,NaOH溶液和氨水会引入杂质.
(4)根据电子守恒可推知氨气应被还原为氮气,然后根据定量关系和质量守恒配平发生反应的化学方程式:3Cu2(OH)2CO3+4NH3
.
6Cu+3CO2+9H2O+2 N2
(5)根据Ksp=c(Fe3+)×c3(OH-)=1×10-39,把c(Fe3+)=1×10-3 mol/L代入,可得c(OH-)=1×10-12mol/L,则c(H+)=1×10-2 mol/L,PH=2.

流程分析:孔雀石经研磨后加过量的稀硫酸浸泡,Cu2(OH)2CO3和铁的氧化物会与硫酸反应,生成气体a为二氧化碳,固体a为二氧化硅,溶液a为铜和铁的硫酸盐溶液,溶液a中加入试剂B、C将溶液中的Fe2+转化为Fe3+,调节溶液pH,使Fe3+转化为沉淀予以分离,得沉淀C为氢氧化铁,溶液C为硫酸铜溶液.
(1)孔雀石研磨的目的是 增大固体表面积,从而增大反应速率.Cu2(OH)2CO3会与硫酸反应则产生CO2气体,固体a是不溶的 SiO2
故答案为:增大固体表面积,从而增大反应速率;CO2;SiO2
(2)试剂B宜选用双氧水,因为双氧水不但能将溶液中的Fe2+转化为Fe3+,而且不引入新的杂质,其他试剂会引入杂质离子.根据Fe2+在酸性条件下与H2O2反应生成Fe3+和H2O,配平可得相应的化学反应方程式:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O或2FeSO4+H2SO4+H2O2=Fe2(SO43+2H2O,
故答案为:B;2FeSO4+H2SO4+H2O2=Fe2(SO43+2H2O 或 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
(3)试剂C应该能与酸反应,增大溶液pH,使Fe3+完全转化为沉淀予以分离,而且不引入杂质,故宜选用CuO,相应的离子方程式CuO+2H+=Cu2++H2O;稀硫酸不反应,NaOH溶液和氨水会引入杂质,故不适合,故答案为:D;CuO+2H+=Cu2++H2O;
(4)1mol氨气通过加热的Cu2(OH)2CO3可以产生1.5mol金属铜,根据电子守恒可推知氨气应被还原为氮气,然后根据定量关系和质量守恒配平发生反应的化学方程式:3Cu2(OH)2CO3+4NH3


.
6Cu+3CO2+9H2O+2 N2.故答案为:3Cu2(OH)2CO3+4NH3


.
6Cu+3CO2+9H2O+2N2
(5)根据Ksp=c(Fe3+)×c3(OH-)=1×10-39,把c(Fe3+)=1×10-3 mol/L代入,可得c(OH-)=1×10-12mol/L,c(H+)=1×10-2 mol/L,PH=2
故答案为:2.

点评:
本题考点: 铜金属及其重要化合物的主要性质;硅和二氧化硅;铁的氧化物和氢氧化物.

考点点评: 本题考查了铜及其重要化合物的性质、物质的制备、分离与提纯,有关Ksp的计算等问题,综合性较强.

1年前

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