Question

資料顯示:在一定條件下黃銨鐵釩在pH=0.5～2.5范圍內均能穩定存在，工業上用酸浸法制取硫酸銅的流程示意圖如下：

根據題意完成下列問題：
（1）步驟（ii）所加試劑起調節pH作用的離子是           (填離子符號)。
（2）在步驟（iii）發生的反應中，加入少量MnO₂的作用是                             
（3）步驟（iv）除去雜質的離子方程式可表示為                                   
（4）實驗室模擬堿式碳酸銅[Cu₂(OH)₂CO₃]的制備，向大試管中加入碳酸鈉溶液和硫酸銅溶液，水浴加熱至70℃左右，用0.4 mol／L的NaOH溶液調節pH至8.5，振蕩，靜置，過濾，用熱水洗滌，烘干，得到堿式碳酸銅產品。根據上述堿式碳酸銅的制備方法，請完成以下問題：
①過濾后洗滌的目的是什么                   ；簡述如何洗滌沉淀                                                           
②若實驗得到a g樣品(只含CuO雜質)，取此樣品加熱至分解完全后，得到b g固體，此樣品中堿式碳酸銅的質量分數是                                  　

Answer 1

(14分)
（1）HCO₃^-（2分）
（2）將溶液中Fe²⁺轉變為Fe³⁺  (2分)
（3）（3分）
（4）①除去沉淀表面吸附的Na⁺和SO₄^2-（2分）；沿著玻璃棒向漏斗中加蒸餾水至剛好浸沒沉淀，讓蒸餾水流盡后，重復2~3次即可。（2分）
② （3分）

試題分析：
（1）流程圖中可以看出銅礦在過量硫酸的作用下溶解，溶液呈強酸性，NH₄HCO₃中HCO₃^-+H⁺=CO₂+H₂O；
（2）根據工藝流程圖中可以看出黃銨鐵釩中為Fe³⁺，在ⅱ、ⅲ、ⅳ中一定有氧化劑，故MnO₂將溶液中Fe²⁺轉變為Fe³⁺；
（3）從ⅳ溶液離子和產物分析得到；
（4）結合題中信息，①洗滌的目的是除去沉淀表面吸附的Na⁺和SO₄^2-。
②設Cu₂(OH)₂CO₃質量為Xg，
Cu₂(OH)₂CO₃2CuO+CO₂↑+H₂O↑，由差量法可得
222g                           △m=62g
Xg                          （a-b）g
Xg=g，此樣品中堿式碳酸銅的質量分數是。