Question

某銅礦石中銅元素含量較低，且含有鐵、鎂、鈣等雜質。某小組在實驗室中用浸出－萃取法制備硫酸銅：

(1)操作Ⅰ為________。操作Ⅱ用到的玻璃儀器有燒杯、________。
(2)操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是________、富集銅元素。
(3)小組成員利用CuSO₄溶液與Na₂CO₃溶液混合反應，制備環保型木材防腐劑Cu₂(OH)₂CO₃懸濁液。多次實驗發現所得藍色懸濁液顏色略有差異，查閱資料表明，可能由于條件控制不同使其中混有較多Cu(OH)₂或Cu₄(OH)₆SO₄。
已知Cu(OH)₂、Cu₂(OH)₂CO₃，Cu₄(OH)₆SO₄均難溶于水，可溶于酸；分解溫度依次為80 ℃、200 ℃、300 ℃。
設計實驗檢驗懸濁液成分，完成表中內容。
限選試劑：2  mol·L^－1鹽酸、1 mol·L^－1 H₂SO₄、0.1 mol·L^－1 NaOH溶液、0.1 mol·L^－1 BaCl₂溶液、蒸餾水。儀器和用品自選。

實驗步驟	預期現象和結論
步驟1：取少量懸濁液，過濾，充分洗滌后，取濾渣于試管中，______________________	____________，說明懸濁液中混有Cu4(OH)6SO4
步驟2：另取少量懸濁液于試管中，____________________	____________，說明懸濁液中混有Cu(OH)2

 
(4)上述實驗需要100 mL 0.5  mol·L^－1的CuSO₄溶液，配制時需稱取________g CuSO₄·5H₂O(相對分子質量：250)。

Answer 1

　(1)過濾　分液漏斗
(2)除去雜質
(3)

實驗步驟	預期現象和結論
加入過量2 mol·L－1鹽酸，充分振蕩，再滴加幾滴0.1 mol·L－1 BaCl2溶液	有白色沉淀生成
將試管放入裝有沸水的小燒杯中水浴加熱一段時間，取出試管觀察	試管中有黑色固體生成

 
(4)12.5

　(1)由流程圖可知操作Ⅰ是固、液分離，是過濾；操作Ⅱ是液液分離，且互不相溶，是分液，用到分液漏斗。(2)操作Ⅱ、Ⅲ的目的主要是除雜。
步驟1，由信息中三種物質均難溶于水，可溶于酸，故加入過量鹽酸使之溶解，再用BaCl₂溶液檢驗有無SO₄^2—即可。步驟2，檢驗有無Cu(OH)₂，可利用信息中三種物質分解溫度不同，可在80 ℃時看有無分解產生CuO，若有，則有Cu(OH)₂。(4)配制溶液需CuSO₄的物質的量為0.1 L×0.5 mol·L^－1＝0.05 mol，即需要0.05 mol CuSO₄·5H₂O，其質量m＝0.05 mol×250 g
·mol^－1＝12.5 g。