题目内容
资料显示，在一定条件下磺胺铁钒在Ph=0.5～2.5范围内均能稳定存在，工业上用酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下：
根据题意完成下列问题
（1）步骤（ⅱ）所加试剂起调节pH作用的离子是 （填离子符号）
（2）在步骤（ⅲ）发生的反应中，加入少量的MnO2的作用是 ．
（3）步骤（ⅳ）出去杂质的离子方程式可表示为 ．
（4）实验室模拟酸式碳酸铜【Cu2（OH）2CO3】的制备，向大试管中加入碳酸钠溶液和硫酸铜溶液，水浴加热至70℃左右，用0.4mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡、静置、过滤、用热水洗涤、烘干，得到碱式碳酸铜产品．根据上述碱式碳酸铜的制备方法，请完成下列问题：
①过滤后洗涤的目的是什么 ；简述如何洗涤沉淀 ．
②若实验得到a g样品（只含CuO杂质）取此样品加热至分解完全后，得到bg固体，此样品中碱式碳酸铜的分数是 ．
根据题意完成下列问题
（1）步骤（ⅱ）所加试剂起调节pH作用的离子是
（2）在步骤（ⅲ）发生的反应中，加入少量的MnO2的作用是
（3）步骤（ⅳ）出去杂质的离子方程式可表示为
（4）实验室模拟酸式碳酸铜【Cu2（OH）2CO3】的制备，向大试管中加入碳酸钠溶液和硫酸铜溶液，水浴加热至70℃左右，用0.4mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡、静置、过滤、用热水洗涤、烘干，得到碱式碳酸铜产品．根据上述碱式碳酸铜的制备方法，请完成下列问题：
①过滤后洗涤的目的是什么
②若实验得到a g样品（只含CuO杂质）取此样品加热至分解完全后，得到bg固体，此样品中碱式碳酸铜的分数是
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,铜金属及其重要化合物的主要性质
专题：实验设计题
分析：（1）硫酸氢铵加入溶液中调节溶液PH是为了和i步骤中加入的过量硫酸反应同时提高溶液PH利于除去铁离子；铵根离子不反应，所以是碳酸氢根离子；
（2）Fe2+具有还原性，可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+；
（3）加入硫酸铵除去Fe3+杂质；
（4）①洗涤可除去碱式碳酸铜表面的吸附的硫酸钠；方法为沿着玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至刚好浸没沉淀，让蒸馏水流尽后，重复2-3次即可；
②设碱式碳酸铜的质量分数为x，根据反应Cu2（OH）2CO3
2CuO+H2O+CO2↑，利用称量法计算出列式计算出碱式碳酸铜的质量分数；
（2）Fe2+具有还原性，可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+；
（3）加入硫酸铵除去Fe3+杂质；
（4）①洗涤可除去碱式碳酸铜表面的吸附的硫酸钠；方法为沿着玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至刚好浸没沉淀，让蒸馏水流尽后，重复2-3次即可；
②设碱式碳酸铜的质量分数为x，根据反应Cu2（OH）2CO3
| ||
解答：
解：铜矿主要成分为碱式碳酸铜，还含有铁元素的杂质，加入过量的硫酸，Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，过滤，滤液中主要含有硫酸铜、和硫酸铁、硫酸亚铁，加入碳酸氢铵，能提高MnSO4的转化率，使MnCO3沉淀完全，调节PH1.5-2.0，加入稍过量的NH4HCO3溶液的pH不过低，H+可与MnCO3，NH4HCO3反应，加入少量的强氧化剂二氧化锰，可以和亚铁离子发生氧化还原反应，亚铁离子被氧化为铁离子，加入硫酸铵除去杂质反应为：3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3（SO4）2（OH）6↓+6H+；，过滤，滤液为硫酸铜，通过结晶制取硫酸铜．
（1）题目要求调高PH，铵根离子显酸性，碳酸氢根离子显碱性，则起作用的离子是碳酸氢根离子，
故答案为：HCO3-；
（2）Fe2+具有还原性，可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+，2mol Fe2+转移电子2 mol氧化成Fe3+，1mol MnO2转移电子2 mol，反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O，以便在步骤（ⅳ）中形成沉淀，
故答案为：将溶液中的Fe2+转化为Fe3+；
（3）加入硫酸铵，硫酸铵和三价铁离子形成沉淀，反应为：3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3（SO4）2（OH）6↓+6H+，
故答案为：3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3（SO4）2（OH）6↓+6H+；
（4）①沉淀表面吸附溶液中的Na+和SO42-；对滤渣进行洗涤，过滤后，向漏斗缓缓中加入适量蒸馏水，使液面刚好没过滤渣，可以洗掉固体表面的残液，静置，待液体流下，重复操作2-3次，保证洗涤干净，
故答案为：除去沉淀表面吸附的Na+和SO42-；沿着玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至刚好浸没沉淀，让蒸馏水流尽后，重复2-3次即可；
②碱式碳酸铜完全分解得到CuO，设样品中碱式碳酸铜的质量分数为x，
依据碱式碳酸铜的方程式，Cu2（OH）2CO3
2CuO+H2O+CO2↑ 质量差△m
222 18 44 （18+44）=62
ax （a-b）
可得
=
，解得x=
，则此样品中碱式碳酸铜的分数是
×100%，
故答案为：
×100%；
（1）题目要求调高PH，铵根离子显酸性，碳酸氢根离子显碱性，则起作用的离子是碳酸氢根离子，
故答案为：HCO3-；
（2）Fe2+具有还原性，可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+，2mol Fe2+转移电子2 mol氧化成Fe3+，1mol MnO2转移电子2 mol，反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O，以便在步骤（ⅳ）中形成沉淀，
故答案为：将溶液中的Fe2+转化为Fe3+；
（3）加入硫酸铵，硫酸铵和三价铁离子形成沉淀，反应为：3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3（SO4）2（OH）6↓+6H+，
故答案为：3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3（SO4）2（OH）6↓+6H+；
（4）①沉淀表面吸附溶液中的Na+和SO42-；对滤渣进行洗涤，过滤后，向漏斗缓缓中加入适量蒸馏水，使液面刚好没过滤渣，可以洗掉固体表面的残液，静置，待液体流下，重复操作2-3次，保证洗涤干净，
故答案为：除去沉淀表面吸附的Na+和SO42-；沿着玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至刚好浸没沉淀，让蒸馏水流尽后，重复2-3次即可；
②碱式碳酸铜完全分解得到CuO，设样品中碱式碳酸铜的质量分数为x，
依据碱式碳酸铜的方程式，Cu2（OH）2CO3
| ||
222 18 44 （18+44）=62
ax （a-b）
可得
| 222 |
| 62 |
| ax |
| a-b |
| 111(a-b) |
| 31a |
| 111(a-b) |
| 31a |
故答案为：
| 111(a-b) |
| 31a |
点评：本题考查了工艺流程的分析判断，主要考查了物质的分离、提纯的实验设计，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考常见题型，注意把握题给信息，结合物质的性质的异同解答该题，题目难度中等．
练习册系列答案
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