题目内容
工业上以黄铜矿（主要成分是CuFeS2，杂质不溶于水和酸）为原料，制备蓝色晶体G，其化学式为[Cu（NH3）4]SO4?H2O，涉及流程如下：
已知25℃时，几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表：
（1）加快黄铜矿焙烧速率，可采用的措施有 （写两种）．
（2）加人双氧水可能发生反应的离子方程式为 ；试剂X的化学式为 ．
（3）常温下，0.1mol/L试剂Y的pH=11，则该温度下，试剂Y的电离常数为 ，用pH试纸测该溶液pH值的方法是 ．
（4）已知Cu（OH）2+4NH3?H2O?[Cu（NH3）4]2++2OH+4H2O，写出该反应的平衡常数表达式： ．
（5）在溶液N中加入乙醇的目的是 ．
已知25℃时，几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表：
| Fe（OH）2 | Cu（OH）2 | Fe（OH）3 | |
| Ksp | 8.0×1016 | 2.2×1022 | 4.0×1038 |
| 完全沉淀pH | ≥9.6 | ≥6.4 | ≥3.2 |
（2）加人双氧水可能发生反应的离子方程式为
（3）常温下，0.1mol/L试剂Y的pH=11，则该温度下，试剂Y的电离常数为
（4）已知Cu（OH）2+4NH3?H2O?[Cu（NH3）4]2++2OH+4H2O，写出该反应的平衡常数表达式：
（5）在溶液N中加入乙醇的目的是
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：流程分析黄铜矿焙烧生成生成Cu2S和FeS和二氧化硫，固体Cu2S和FeS加入足量硫酸溶液溶解固体，得到溶液中含有Cu2+、Fe2+，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入过量试剂CuO调节溶液PH使特征全部沉淀，铜离子不沉淀，加入过量试剂Y为一水合氨，反应生成铜氨络合物为蓝色溶液，加入乙醇的目的是降低其溶解度，有利于晶体析出；
（1）黄铜矿在反射炉中焙烧时与氧气反应，生成Cu2S和FeS，依据影响化学反应速率的因素分析判断；
（2）从数据看，除去铁元素，应将+2价铁转化为+3价铁，加入双氧水可达到此目的，Fe3+水解能力比Cu2+强：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，加入氧化铜、氢氧化铜、碳酸铜或碱式碳酸铜等消耗生成的酸，促使Fe3+完全水解，过滤除去过量的CuO和氢氧化铁即可；
（3）由电离常数表达式计算可得，利用pH试纸的使用方法回答；
（4）依据平衡常数概念书写，其中氢氧化铜和水不写入表达式；
（5）深蓝色晶体的主要成分是[Cu（NH3）4]SO4?H2O，加入乙醇的目的是降低其溶解度，促进晶体析出．
（1）黄铜矿在反射炉中焙烧时与氧气反应，生成Cu2S和FeS，依据影响化学反应速率的因素分析判断；
（2）从数据看，除去铁元素，应将+2价铁转化为+3价铁，加入双氧水可达到此目的，Fe3+水解能力比Cu2+强：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，加入氧化铜、氢氧化铜、碳酸铜或碱式碳酸铜等消耗生成的酸，促使Fe3+完全水解，过滤除去过量的CuO和氢氧化铁即可；
（3）由电离常数表达式计算可得，利用pH试纸的使用方法回答；
（4）依据平衡常数概念书写，其中氢氧化铜和水不写入表达式；
（5）深蓝色晶体的主要成分是[Cu（NH3）4]SO4?H2O，加入乙醇的目的是降低其溶解度，促进晶体析出．
解答：
解：（1）黄铜矿在反射炉中焙烧时与氧气反应，生成Cu2S和FeS，方程式为2CuFeS2+O2═Cu2S+2FeS+SO2，加快反应速率的因素可是粉碎黄铜矿，增大物质的接触面积增大反应速率，升高温度加快反应速率，增大空气的流速，增大反应物的浓度增大反应速率；
故答案为：将黄铜矿粉碎，升高温度，增大空气流速；
（2）从数据看，除去铁元素，应将+2价铁转化为+3价铁，加入双氧水可达到此目的，反应的离子方程式为：2Fe2++2H++H2O=2Fe3++2H2O；加入试剂X是为了降低溶液的酸性，故可以加入CuO、Cu（OH）2降低酸性；
故答案为：2Fe2++2H++H2O=2Fe3++2H2O；CuO；
（3）试剂Y是氨水，0.1 mol/L时pH=11，c（OH-）≈c（NH4+）=10-3；NH3?H2O的电离常数为K=
=
=10-5，
用pH试纸测该溶液pH值的方法是：取一小片pH试纸放在玻璃片或表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸的中央，并与比色卡比色读取pH值，
故答案为：10-5；取一小片pH试纸放在玻璃片或表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸的中央，并与比色卡比色读取pH值；
（4）已知Cu（OH）2+4NH3?H2O?[Cu（NH3）4]2++2OH+4H2O，写出该反应的平衡常数表达式为：K=
；
故答案为：
；
（5）深蓝色晶体的主要成分是[Cu（NH3）4]SO4?H2O，加入乙醇的目的是降低其溶解度，有利于晶体析出，故答案为：减少晶体溶解度，有利于晶体析出．
故答案为：将黄铜矿粉碎，升高温度，增大空气流速；
（2）从数据看，除去铁元素，应将+2价铁转化为+3价铁，加入双氧水可达到此目的，反应的离子方程式为：2Fe2++2H++H2O=2Fe3++2H2O；加入试剂X是为了降低溶液的酸性，故可以加入CuO、Cu（OH）2降低酸性；
故答案为：2Fe2++2H++H2O=2Fe3++2H2O；CuO；
（3）试剂Y是氨水，0.1 mol/L时pH=11，c（OH-）≈c（NH4+）=10-3；NH3?H2O的电离常数为K=
| c(NH4+)c(Cl-) |
| c(NH3?H2O) |
| 10-3×10-3 |
| 0.1 |
用pH试纸测该溶液pH值的方法是：取一小片pH试纸放在玻璃片或表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸的中央，并与比色卡比色读取pH值，
故答案为：10-5；取一小片pH试纸放在玻璃片或表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸的中央，并与比色卡比色读取pH值；
（4）已知Cu（OH）2+4NH3?H2O?[Cu（NH3）4]2++2OH+4H2O，写出该反应的平衡常数表达式为：K=
| c2(OH-)c(Cu(NH3)42+) |
| c4(NH3?H2O) |
故答案为：
| c2(OH-)c(Cu(NH3)42+) |
| c4(NH3?H2O) |
（5）深蓝色晶体的主要成分是[Cu（NH3）4]SO4?H2O，加入乙醇的目的是降低其溶解度，有利于晶体析出，故答案为：减少晶体溶解度，有利于晶体析出．
点评：本题以工艺流程为基础，考查了化学实验基本操作、氧化还原理论、化学平衡理论等相关知识，题目难度中等．
练习册系列答案
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