Question

【题目】孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3，还含少量FeO、Fe2O3、SiO2。以下是实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O晶体的流程图：

（1）试剂A的化学式为_____________；固体b的化学式为______________。

（2）生成气体X的化学方程式为_________________________________。

（3）已知：有关金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH如表所示

	Fe3+	Cu2+	Fe2+
开始沉淀的pH	2.7	5.1	8.1
沉淀完全的pH	3.0	6.7	9.6

加入足量双氧水的目的是___________________________________（用离子方程式表示）。设计实验方案证明加入的双氧水已足量_____________________________________（实验方案包括试剂、现象和结论）。

（4）① 试剂B的使用是为了调节溶液的pH，使Fe3＋转化为沉淀予以分离。试剂B可选用__________________。

A．NaOH溶液 B． Cu C．CuO D．Cu2(OH)2CO3

② 为完全除去溶液c中的Fe3＋而又不使Cu2＋沉淀，则应调节溶液pH的范围为________________。

（5）操作Ⅱ包括__________________、洗涤、干燥。

Answer 1

【答案】 H2SO4 SiO2 Cu2(OH)2CO3 + 2H2SO4 = 2CuSO4 +CO2 ↑+ 3H2O 2Fe2++ H2O2 + 2H+ = 2Fe3++ 2H2O 取少量溶液c，向其中加入K3[Fe(CN)6]溶液，若未见蓝色沉淀生成，可证明H2O2 已经过量。（或 取少量溶液c，向其中加入MnO2，有大量气泡产生，可证明H2O2 已经过量。） C、D 3.0≤ pH <5.1 加热浓缩、冷却结晶、过滤

【解析】

（1）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,将孔雀石研磨然后加入试剂A浸泡,得到气体、溶液和固体,因为最终得到CuSO4,且能得到气体,试剂A为稀硫酸，化学式为：H2SO4 ；因为Cu2(OH)2CO3 、FeO、Fe2O3、都能和稀硫酸反应生成硫酸盐, SiO2 和稀硫酸不反应,所以固体b的化学式为: SiO2。故本题答案: H2SO4 . SiO2

（2）因为生成X为CO2化学方程式为: Cu2(OH)2CO3 + 2H2SO4 = 2CuSO4 +CO2 ↑+ 3H2O、（3）双氧水具有强氧化性，使用的目的是将溶液中的Fe2+转化为Fe3+，反应方程式为：2Fe2++ H2O2 + 2H+ = 2Fe3++ 2H2O；

要证明加入的双氧水已足量，取少量溶液c，向其中加入K3[Fe(CN)6]溶液，若未见蓝色沉淀生成，说明没有亚铁离子了，可证明H2O2 已经过量。（或 取少量溶液c，向其中加入MnO2，有大量气泡产生，可证明H2O2 已经过量。）

（4）①试剂C用于调节溶液pH,使Fe3+转化为沉淀予以分离,加入的物质能和稀硫酸反应,能将铁离子转化为沉淀,但不能引进新的杂质;然后过滤得到固体e和溶液d，容易分离。故答案：C D。

② 为完全除去溶液c中的Fe3＋而又不使Cu2＋沉淀，根据两种离子开始产生沉淀到沉淀完全溶液的PH为：Fe3＋：2.7—3.0；Cu2＋5.1—6.7则应调节溶液pH的范围为所以pH范围为3.0≤ pH <5.1,因此，本题正确答案是: 3.0≤ pH <5.1。

（5）操作Ⅱ将CuSO4溶液d加热浓缩、冷却结晶、过滤，洗涤、干燥得到五水硫酸铜。