Question

【题目】孔雀石的主要成分为Cu2（OH）2CO3 ， 还含少量二价铁和三价铁的氧化物及硅的氧化物．如图1是实验室以孔雀石为原料制备胆矾晶体的流程图：

请回答下列问题：
（1）溶液A中的金属离子有 ． 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、HNO3c、H2O2 d、Cl2
（2）根据图2有关数据，你认为工业上加入试剂①氧化操作时应采取的措施是：溶液温度控制在℃，pH控制在 ， 氧化时间为小时左右．
（3）欲测定溶液A中Fe2+的浓度，可用KMnO4标准溶液滴定，反应中MnO4﹣还原为Mn2+ ， 取A溶液20.00mL，用去0.0240mol/L KMnO4溶液16.00mL时，恰好达到滴定终点，则A溶液中Fe2+浓度为mol/L．
（4）请设计一种实验方案检验溶液C中Fe3+是否完全除去（写出操作步骤、现象和结论） ．
（5）由溶液C获得胆矾晶体，需要经过蒸发浓缩、、过滤等操作．除烧杯漏斗外过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是 ．
（6）为测定胆矾中结晶水数目，称取24.8g硫酸铜晶体盛装在干燥的
（填仪器名称）里，灼烧至质量不再改变时，称量粉末的质量为16.0g．，则计算得胆矾（CuSO4nH2O）中n=（计算结果精确到0.1）．

Answer 1

【答案】
（1）Cu2+、Fe2+、Fe3+；c
（2）80；1.5；4
（3）0.096
（4）取待检溶液少许，加入KSCN溶液，若溶液不变红色，说明Fe3+已完全除去；若溶液变红色，则说明Fe3+未完全除去
（5）冷却结晶；引流
（6）坩埚；4.9
【解析】解：（1）分析可知溶液A溶液A中的金属离子有：Cu2+、Fe2+、Fe3+ ， “试剂1”的目的是将溶液中的Fe2+转化为Fe3+ ， 且不能引进杂质，加入双氧水，双氧水是一种绿色试剂，将Fe2+氧化为Fe3+ ， 不会引入杂质，故选c，
所以答案是：Cu2+、Fe2+、Fe3+；c；（2）根据如图2有关数据可知，pH值相等时温度越高Fe2+转化率越高，温度相等时pH值越小Fe2+转化率越高，所以工业上氧化操作时应采取的措施是溶液温度控制在80℃，pH控制在1.5，氧化时间为4小时左右Fe2+转化率达到较大值，4小时以后变化不大，
所以答案是：80；1.5；4；（3）Fe2+溶液与KMnO4溶液发生氧化还原反应，反应中MnO4﹣被还原为Mn2+ ， 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16.00mL×0.0240mol/L=3.84×10﹣4mol，所以A溶液中Fe2+浓度为 =0.096mol/L，
所以答案是：0.096；（4）铁离子的检验方法为取待检溶液少许，加入KSCN溶液，若溶液不变红色，说明Fe3+已完全除去；若溶液变红色，则说明Fe3+未完全除去，
所以答案是：取待检溶液少许，加入KSCN溶液，若溶液不变红色，说明Fe3+已完全除去；若溶液变红色，则说明Fe3+未完全除去；（5）由溶液C获得胆矾晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到五水硫酸铜，除烧杯漏斗外过滤操作还用到另一玻璃仪器为玻璃棒，该仪器在此操作中的主要作用是引流，
所以答案是：冷却结晶；引流；（6）称取24.8g硫酸铜晶体CuSO4nH2O，盛装在干燥的坩埚中灼烧至质量不再改变时，称量粉末的质量为16.0g硫酸铜，物质的量= =0.1mol，
CuSO4nH2O物质的量为0.1mol，M=248g/mol，
质量减少为水的质量，水物质的量= =0.49mol，
则n=4.9
所以答案是：坩埚；4.9：