Question

（2012?福建）酸浸法制取硫酸銅的流程示意圖如下

①步驟（i）中Cu₂（OH） ₂CO₃ 發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O

．
②步驟（ii）所加試劑起調(diào)節(jié)pH 作用的離子是

HCO₃^-

（填離子符號(hào)）．
③在步驟（iii）發(fā)生的反應(yīng)中，1mol MnO₂轉(zhuǎn)移2mol 電子，該反應(yīng)的離子方程式為

MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O

．
④步驟（iv）除去雜質(zhì)的化學(xué)方程式可表示為：3Fe³⁺+NH₄⁺+2SO₄^2-+6H₂O=NH₄Fe₃ （SO₄）₂（OH）₆+6H⁺
過(guò)濾后母液的pH=2.0，c （Fe³⁺）=a mol?L^-1，c （ NH₄⁺）=b mol?L^-1，c （ SO₄^2-）=d mol?L^-1，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

10-12

a3bd2

（用含a、b、d 的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析：①堿式碳酸銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化碳和水；
②硫酸氫銨加入溶液中調(diào)節(jié)溶液PH是為了和i步驟中加入的過(guò)量硫酸反應(yīng)同時(shí)提高溶液PH利于除去鐵離子；銨根離子不反應(yīng)，所以是碳酸氫根離子；
③二氧化錳是強(qiáng)氧化劑，可以和亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞鐵離子被氧化為鐵離子；
④依據(jù)平衡常數(shù)的概念計(jì)算，用生成物濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物濃度的冪次方乘積．

解答：解：①堿式碳酸銅與硫酸反應(yīng)的方程式直接寫(xiě)，用觀察法配平．Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，故答案為：Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O；
②題目要求調(diào)高PH，銨根離子顯酸性，碳酸氫根離子顯堿性，則起作用的離子是碳酸氫根離子，故答案為；HCO₃^-；
③依題意亞鐵離子變成了鐵離子，1mol MnO₂轉(zhuǎn)移電子2 mol，則錳元素從+4變成+2價(jià)，溶液是顯酸性的，方程式經(jīng)過(guò)觀察可要補(bǔ)上氫離子，綜合上述分析可寫(xiě)出離子方程式為MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；
④除去雜質(zhì)的化學(xué)方程式可表示為：3Fe³⁺+NH₄⁺+2SO₄^2-+6H₂O=NH₄Fe₃ （SO₄）₂（OH）₆+6H⁺；過(guò)濾后母液的pH=2.0，c（Fe³⁺）=a mol?L^-1，c（ NH₄⁺）=b mol?L^-1，c（ SO₄^2-）=d mol?L^-1，氫離子濃度為10^-2，依據(jù)K的表達(dá)式寫(xiě)出K=

c6(H+)

c2(SO42-)c3(Fe3+)c(NH4+)

=

10-12

a3bd2

，故答案為：

10-12

a3bd2

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了工藝流程的分析判斷，物質(zhì)分離的方法和試劑選擇方法，離子方程式的書(shū)寫(xiě)，氧化還原反應(yīng)的分析判斷，平衡常數(shù)的計(jì)算，沒(méi)有在流程上設(shè)置障礙，問(wèn)題設(shè)計(jì)平實(shí)，難度不大．平衡常數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)單，只要代入即可，沒(méi)有復(fù)雜的數(shù)學(xué)變換，降低了難度．對(duì)圖中信息的獲取要求較高．