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�；卮鹣铝袉栴}：

（1）圖中“試劑1”為　　　　　　　　　。
（2）加入CuO作用是調節溶液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，E和F應按一定先后順序通人飽和食鹽水中。其中，應先通入氣體是　　　　（填物質的化學式）
（4）由溶液C獲得CuCl₂·3H₂O，需要經過　　　　　、　　　　、過濾等操作。
（5）已知：常溫下Cu（OH）₂的Ksp=2×10^-20。計算Cu²⁺+2H₂OCu(OH)₂+2H⁺反應平衡常數　　　　　　　　　　　　　　。

Answer 1

(8分）(1)C1₂或H₂O₂ (1分）(2)3.2，4.7 (2分）
(3)　NH₃ (1分）(4)蒸發濃縮、(1分）冷卻結晶 (1分） (5)5×10^-9(2分）

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⁺，再調節溶液的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，顯然用H₂O₂最好。出于同樣的考慮，加入y調節溶液pH值時，應選用能與H⁺反應，而溶解度較小的物質如CuO為好，CuO稍多不會帶入新雜質也不會使pH值升高太多而使Cu²⁺沉淀。
（1）由于亞鐵離子沉淀時的pH值大于銅離子沉淀時的pH值，所以應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）根據表中的數據可知，pH的范圍為3.2≤pH＜4.7。
（3）氣體E是二氧化碳，F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，需要經過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾等操作。
（5）根據反應式可知K＝，則K＝。
點評：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，側重對學生基礎知識的鞏固與訓練，有利于培養學生規范、嚴謹的實驗設計能力，提升學生的學科素養。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驗基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點考查實驗基本操作的規范性和準確性及靈活運用知識解決實際問題的能力。