Question

16．孔雀石主要含Cu₂（OH）₂CO₃，还含少量Fe、Si的化合物，实验室以孔雀石为原料制备CuSO₄•5H₂O及CaCO₃，步骤如下：

试回答下列问题：
（1）在未加入H₂O₂的溶液A中，存在的金属离子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺．向溶液A中加入H₂O₂，H₂O₂在该反应中氧化Fe²⁺的离子反应方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．实验室选用H₂O₂而不用Cl₂作氧化剂．除考虑环保因素外，另一原因是不引入杂质Cl^-离子．
（2）由溶液C获得CuSO₄•5H₂O，需要经过加热浓缩，冷却结晶，过滤等操作．除烧杯、漏斗外，过滤操作还需用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是引流．
（3）制备CaCO₃时，发生反应的化学方程式是CO₂+CaCl₂+2NH₃•H₂O=CaCO₃↓+2NH₄Cl+H₂O；若实验过程中有氨气逸出，可选用下列装置中的B（填代号）装置吸收氨气．（烧杯中的液体都为水）

Answer 1

分析 孔雀石主要含Cu₂（OH）₂CO₃，还含少量Fe、Si的化合物，加入稀硫酸溶解反应生成二氧化碳，硫酸亚铁、硫酸铜的混合溶液A，过滤得到二氧化硅，在溶液A中加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氧化铜调节溶液的PH生成氢氧化铁沉淀，过滤得到溶液C为硫酸铜溶液，通过加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，干燥得到硫酸铜晶体，二氧化碳通入加入氨水的氯化钙溶液生成碳酸钙沉淀，
（1）向溶液A中加入H₂O₂，过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，过氧化氢被还原产物为水无污染，氯气做氧化剂会引入杂质离子氯离子；
（2）硫酸铜溶液通过加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，干燥得到硫酸铜晶体，过滤装置中用到的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、漏斗；
（3）氯化钙溶液中加入氨水后再通入二氧化碳会生成碳酸钙沉淀和氯化铵，氨气是极易溶于水的气体吸收需要放置倒吸．

解答 解：孔雀石主要含Cu₂（OH）₂CO₃，还含少量Fe、Si的化合物，加入稀硫酸溶解反应生成二氧化碳，硫酸亚铁、硫酸铜的混合溶液A，过滤得到二氧化硅，在溶液A中加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氧化铜调节溶液的PH生成氢氧化铁沉淀，过滤得到溶液C为硫酸铜溶液，通过加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，干燥得到硫酸铜晶体，二氧化碳通入加入氨水的氯化钙溶液生成碳酸钙沉淀，
（1）在未加入H₂O₂的溶液A中，存在的金属离子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺．向溶液A中加入H₂O₂，过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，H₂O₂在该反应中氧化Fe²⁺的离子反应方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，过氧化氢被还原产物为水无污染，氯气做氧化剂会引入杂质离子氯离子，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；Cl^-；
（2）硫酸铜溶液通过加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，干燥得到硫酸铜晶体，过滤装置中用到的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、漏斗，该仪器在此操作中的主要作用是引流作用，
故答案为：冷却结晶；　引流；
（3）氯化钙溶液中加入氨水后再通入二氧化碳会生成碳酸钙沉淀和氯化铵，反应的化学方程式为：CO₂+CaCl₂+2NH₃•H₂O=CaCO₃↓+2NH₄Cl+H₂O，氨气是极易溶于水的气体吸收需要放置倒吸，装置图中只有B能充分吸收氨气且不发生倒吸，A倒吸后会到西道发生装置中，CD和导气管直接插入溶液一样不能防止倒吸，故选B，
故答案为：B．

点评 本题考查了物质的分离提纯过程分析判断，主要是杂质除去的试剂选择和物质性质的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．