题目内容

蓝铜矿主要含xCuCO3·yCu(OH)2，还含有少量Fe的化合物，工业上以蓝铜矿为原料制备Cu、CaCO3和CuSO4．5H2O。具体方法步骤如下：

已知：

金属离子

Fe3+

Fe2+

Cu2+

pH

氢氧化物开始沉淀

1.9

7.0

4.7

氢氧化物完全沉淀

3.2

9.0

6.7

 

（1）蓝铜矿的主要成分与焦炭高温条件可以生成铜、二氧化碳和水，写出该反应的化学方程式

                                                                      。

（2）从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为             （填代号）。

a．KMnO4     b．K2Cr2O7     c．H2O2      d．氯水

（3）在溶液B中加入CuO的作用是调节溶液pH，则pH的范围为            。

（4）由溶液C获得CuSO4．5H2O，需要经过加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作，加热蒸发至          时停止加热。

（5）制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通人(或加入）试剂②，则试剂②可以是            

(填代号）；

a．氨水        b．盐酸       c．水蒸气      d．NaOH溶液

如果不加人试剂②，则CaCl2溶液不能与CO2反应生成CaCO3，请依据难溶电解质的沉淀溶解平衡原理分析可能的原因                                                                  。

（6）为确定试剂①的用量，需测定溶液A中Fe2+的浓度。实验操作为：准确量取20.00mL 溶液A于锥形瓶中，用0.01200 mol/L的酸性KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4标准溶液15.00 mL，则溶液A中Fe2+的浓度为                   。

 

【答案】

 

（1）2[xCuCO3·yCu(OH)2] + (x+y)C === 2(x+y)Cu + (3x+y)CO2 + 2yH2O ( 2分)

（2）c   (2分)

（3）3.2≤pH<4.7  (2分)

（4）有少量晶体析出(或者表面出现结晶薄膜) (2分)

（5） ad （2分） H2CO3第二步电离产生的CO32-离子浓度太低，与Ca2+浓度的乘积小于CaCO3的溶度积，因而不能生成CaCO3沉淀。加入碱性物质后CO32-离子浓度增大，与Ca2+浓度的乘积超过了CaCO3的溶度积，因而能生成CaCO3沉淀。（合理即可，2分)

（6） 0.04500mol/L (2分，有效数字错误扣1分）

【解析】

试题分析：⑵双氧水是一种绿色氧化剂，不会引进杂质，因此选C。⑶加入CuO是调节溶液的pH，目的是除去溶液中的三价铁离子，而不能让铜离子沉淀，因此酸碱度应控制在3.2≤pH<4.7。⑷要利用余热将剩余的水分蒸干。⑸先要使溶液显碱性，氯化钙溶液中通入二氧化碳才能生成碳酸钙沉淀。

⑹          KMnO4～～～～～～～～～～5Fe2+

             1mol                     5mol

0.01200 mol/L×15.00 mL         c(Fe2+)·20.00mL

解之得：c(Fe2+)＝0.04500mol/L

考点：考查氧化还原反应方程式的书写，沉淀时溶液酸碱性的选择等。

 

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（15分）蓝铜矿主要含2CuCO3·Cu(OH)2，还含有少量Fe、Si的化合物，工业上以蓝铜矿为原料制备Cu及CaCO3，方法有多种。

（1）蓝铜矿与焦炭加热可以生成铜、二氧化碳和水，写出该反应的化学方程式。______________________________________________________________。

具体方法步骤如下： 

请回答下列问题：

（2）溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择：检验溶液A中含有Fe2+的最佳试剂为   （填代号），实验步骤中试剂①为   （填代号）。

a．KMnO4                      b．(NH4)2S              c．H2O2                   d．KSCN

（3）由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发，冷却结晶、过滤等操作，加热蒸发至           ___________________时停止加热。玻璃棒在整个操作中的作用是        ________________  。

（4）制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入（或先加入）     （填化学式）。若实验过程中有氨气逸出、应选用下列        装置吸收尾气（填代号）。

（5）从溶液C中获得Cu的方法有                     （写出两种不同方法）。

（6）用惰性电极电解硫酸铜溶液一段时间后，加入2molCu(OH)2固体使硫酸铜溶液复原（复原是指溶液溶质成分及浓度与原来完全相同），则此电解过程中共转移电子        mol。

 

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a．KMnO4                      b．(NH4) 2S              c．H2O2                   d．KSCN
（3）由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发，冷却结晶、过滤等操作，加热蒸发至            ___________________时停止加热。玻璃棒在整个操作中的作用是         ________________ 。
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（5）从溶液C中获得Cu的方法有                    （写出两种不同方法）。
（6）用惰性电极电解硫酸铜溶液一段时间后，加入2molCu(OH)2固体使硫酸铜溶液复原（复原是指溶液溶质成分及浓度与原来完全相同），则此电解过程中共转移电子        mol。

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a．KMnO4                      b．(NH4) 2S              c．H2O2                   d．KSCN

（3）由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发，冷却结晶、过滤等操作，加热蒸发至            ___________________时停止加热。玻璃棒在整个操作中的作用是         ________________  。

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（5）从溶液C中获得Cu的方法有                     （写出两种不同方法）。

（6）用惰性电极电解硫酸铜溶液一段时间后，加入2molCu(OH)2固体使硫酸铜溶液复原（复原是指溶液溶质成分及浓度与原来完全相同），则此电解过程中共转移电子         mol。

 

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