Question

孔雀石主要含Cu₂（OH）₂CO₃，還含少量鐵的化合物和硅的化合物。以孔雀石為原料可制備CuCl₂·3H₂O及純堿，流程如下圖。且知：溶液A只含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺三種金屬離子，且三種離子沉淀的pH如表所示。回答下列問題：

（1）圖中“試劑1”為　　　　　　　　　。

（2）加入CuO作用是調(diào)節(jié)溶液pH，則pH的范圍為　　　　　　　　　。

金屬離子	Fe3+	Fe2+	Cu2+
pH	氫氧化物開始沉淀	1.9	7.0	4.7
氫氧化物完全沉淀	3.2	9.0	6.7

（3）氣體E、F與飽和食鹽水作用生成H和G時(shí)，E和F應(yīng)按一定先后順序通人飽和食鹽水中。其中，應(yīng)先通入氣體是　　　　（填物質(zhì)的化學(xué)式）

（4）由溶液C獲得CuCl₂·3H₂O，需要經(jīng)過　　　　　、　　　　、過濾等操作。

（5）已知：常溫下Cu（OH）₂的Ksp=2×10^-20。計(jì)算Cu²⁺+2H₂OCu(OH)₂+2H⁺反應(yīng)平衡常數(shù)　　　　　　　　　　　　　　。

 

Answer 1

【答案】

(8分）(1)C1₂或H₂O₂ (1分）(2)3.2，4.7 (2分）

(3)　NH₃ (1分）(4)蒸發(fā)濃縮、(1分）冷卻結(jié)晶 (1分） (5)5×10^-9(2分）

【解析】

試題分析：由于Fe²⁺沉淀為Fe(OH)₂的pH值與Cu²⁺沉淀為Cu(OH)₂的pH較大，而與Fe³⁺沉淀為Fe(OH)₃的pH相差較大，所以可以通過先將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再調(diào)節(jié)溶液的pH使鐵以Fe(OH)₃沉淀形式而被除去。為了使加入的氧化劑不帶入新的雜質(zhì)，顯然用H₂O₂最好。出于同樣的考慮，加入y調(diào)節(jié)溶液pH值時(shí)，應(yīng)選用能與H⁺反應(yīng)，而溶解度較小的物質(zhì)如CuO為好，CuO稍多不會帶入新雜質(zhì)也不會使pH值升高太多而使Cu²⁺沉淀。

（1）由于亞鐵離子沉淀時(shí)的pH值大于銅離子沉淀時(shí)的pH值，所以應(yīng)該首先把亞鐵離子氧化生成鐵離子，然后在沉淀氫氧化鐵即可，所以試劑1是氯水或雙氧水。

（2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，pH的范圍為3.2≤pH＜4.7。

（3）氣體E是二氧化碳，F(xiàn)是氨氣。由于二氧化碳的溶解度小，而氨氣極易溶于水，所以首先通入的是氨氣。

（4）由溶液C獲得CuCl₂·3H₂O，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等操作。

（5）根據(jù)反應(yīng)式可知K＝，則K＝。

考點(diǎn)：考查氯化銅晶體制備實(shí)驗(yàn)原理的有關(guān)判斷以及純堿制備的有關(guān)判斷

點(diǎn)評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對學(xué)生基礎(chǔ)知識的鞏固與訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。該類試題需要注意的是該題需要明確的這種類型的試題主要是以實(shí)驗(yàn)基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性及靈活運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力。