题目内容

8．孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3，还含少量FeO、SiO2．以孔雀石为原料可制备CuSO4•5H2O步骤如下：

（1）．写出孔雀石与稀硫酸反应的化学方程式：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O．
（2）．溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+．实验步骤中试剂①最佳选c（填代号）．
A．KMnO4B．Cl2C．H2O2D．HNO3
（3）溶液B中加入CuO作用是调pH值，（或减少c（H+））使Fe3+沉淀完全．
（4）常温下Fe（OH）3的Ksp=1×10-39，若要将溶液中的Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，使溶液中c（Fe3+）降低至1×10-3mol/L，必需将溶液pH调节至2或pH=2．
（5）由溶液C获得CuSO4•5H2O晶体，需要经蒸发浓缩（或加热浓缩），冷却结晶和过滤．
（6）可用KMnO4标准溶液测定溶液A中Fe2+的浓度，量取A溶液20.00ml，用0.010mol/L酸性KMnO4标准溶液滴定，消耗KMnO410.00ml，A溶液中Fe2+的物质的量浓度0.025mol/L．（反应原理：MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O）

分析 孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3，还含少量Fe、Si的化合物，向孔雀石中加入足量稀硫酸，发生的反应有Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，硅和稀硫酸不反应，溶液A只含Cu2+、Fe2+两种金属离子，然后过滤得到的滤渣中含有Si的氧化物，溶液A中含有含有铁盐和亚铁盐及硫酸铜，气体E为CO2、H2，向溶液A中加入试剂①得到溶液B，试剂①是一种氧化剂，将Fe2+转化为Fe3+且不能引进杂质，可选取双氧水，向溶液B中加入试剂②经过操作Ⅰ得到溶液C和红褐色沉淀D，则操作Ⅰ为过滤，D为Fe（OH）3，以及过量的试剂，溶液C为硫酸铜溶液，所以为试剂②为CuO或Cu（OH）2或CaCO3 或Cu2（OH）2CO3，据此答题．
（1）碱式碳酸铜为碱式盐能与稀硫酸反应，依据影响化学反应速率的因素分析判断；
（2）双氧水是一种绿色试剂，将Fe2+氧化为Fe3+，且不能引进杂质；
（3）在溶液B中加CuO调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀，且不引入新的杂质；
（4）依据溶度积常数计算氢氧根离子浓度，结合离子积常数计算氢离子浓度得到溶液PH；
（5）溶液中得到溶质的方法是经蒸发浓缩（或加热蒸发、蒸发溶液），冷却结晶、过滤，得到溶质；
（6）Fe2+溶液与KMnO4溶液发生氧化还原反应，反应中MnO4-被还原为Mn2+，最小公倍数为5，所以KMnO4前系数为1，Fe2+前系数为5，结合原子守恒和电荷守恒配平写出离子方程式，结合定量关系计算亚铁离子浓度．

解答 解：（1）碱式碳酸铜为碱式盐能与稀硫酸反应：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，生成硫酸铜、水和二氧化碳，
故答案为：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑；
（2）Fe2+具有还原性，可被酸性高锰酸钾溶液或氯气或硝酸氧化，但都能引进杂质，双氧水具有氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁离子，反应的方程式为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H20，双氧水是一种绿色试剂，只有c正确，
故答案为：c；
（3）在溶液B中加CuO调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀，且不引入新的杂质，
故答案为：调pH值，（或减少c（H+））使Fe3+沉淀完全；
（4）常温下Fe（OH）3的Ksp=1×10-39，使溶液中c（Fe3+）=1×10-3mol/L，则c（OH-）=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-39}}{1×1{0}^{-3}}}$mol/L=1×10-12mol/L，所以溶液中c（H+）=1×10-2mol/L，则pH=2，
故答案为：2或pH=2；
（5）CuSO4•5H2O晶体，在高温时易失去水，所以从溶液中获得CuSO4•5H2O晶体，需要经蒸发浓缩（或加热蒸发、蒸发溶液），冷却结晶、过滤，
故答案为：蒸发浓缩（或加热浓缩），冷却结晶；
（6）Fe2+溶液与KMnO4溶液发生氧化还原反应，反应中MnO4-被还原为Mn2+，最小公倍数为5，所以KMnO4前系数为1，Fe2+前系数为5，反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，根据离子方程可知MnO4-～5Fe2+，用去 KMnO4的物质的量为10.00mL×0.010mol/L=1.0×10-4mol，所以A溶液中Fe2+浓度为$\frac{1.0×1{0}^{-4}mol×5}{0.02L}$=0.025mol/L，
故答案为：0.025．

点评 本题考查以孔雀石为主要原料制备CuSO4•5H2O及纳米材料，为高频考点和常见题型，侧重于学生的分析、实验和计算能力得到考查，注意把握实验的原理以及物质的性质，为解答该类题目的关键，注意掌握实验基本操作和流程分析，题目难度中等．

练习册系列答案
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A．6B．7C．9D．10
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13．化学与生活、社会密切相关，下列说法正确的是（　　）
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20．海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下如图1：

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