Question

【題目】孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3 ， 還含少量FeO、SiO2 ． 以孔雀石為原料可制備CuSO45H2O步驟如下：

（1）寫出孔雀石與稀硫酸反應的化學方程式： ， 為了提高原料浸出速率，可采取的措施有（寫出兩條）．
（2）溶液A的金屬離子有Cu2+、Fe2+ ． 實驗步驟中試劑①最佳選（填代號）
a．KMnO4 b．Cl2 c．H2O2 d．HNO3
（3）溶液B中加入CuO作用是 ．
（4）常溫下Fe（OH）3的Ksp=1×10﹣39 ， 若要將溶液中的Fe3+轉化為Fe（OH）3沉淀，使溶液中c（Fe3+）降低至1×10﹣3mol/L，必需將溶液pH調節至 ．
（5）由溶液C獲得CuSO45H2O晶體，需要經、和過濾．
（6）可用KMnO4標準溶液測定溶液A中Fe2+的濃度，量取A溶液20.00ml，用0.010mol/L酸性KMnO4標準溶液滴定，消耗KMnO410.00ml，A溶液中Fe2+的物質的量濃度mol/L．
（反應原理：MnO4﹣+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O）

Answer 1

【答案】
（1）Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O；增加硫酸濃度、將原料粉碎、提高反應溫度，加催化劑等均可
（2）c
（3）調pH值，（或減少c（H+），）使Fe3+沉淀完全
（4）2
（5）蒸發濃縮（或加熱蒸發、蒸發溶液）；冷卻結晶
（6）0.025
【解析】解：孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3 ， 還含少量Fe、Si的化合物，向孔雀石中加入足量稀硫酸，發生的反應有Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，硅和稀硫酸不反應，溶液A只含Cu2+、Fe2+兩種金屬離子，然后過濾得到的濾渣中含有Si的氧化物，溶液A中含有含有鐵鹽和亞鐵鹽及硫酸銅，氣體E為CO2、H2 ， 向溶液A中加入試劑①得到溶液B，試劑①是一種氧化劑，將Fe2+轉化為Fe3+且不能引進雜質，可選取雙氧水，向溶液B中加入試劑②經過操作Ⅰ得到溶液C和紅褐色沉淀D，則操作Ⅰ為過濾，D為Fe（OH）3 ， 以及過量的試劑，溶液C為硫酸銅溶液，所以為試劑②為CuO或Cu（OH）2或CaCO3 或Cu2（OH）2CO3 ， （1）堿式碳酸銅為堿式鹽能與稀硫酸反應：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，生成硫酸銅、水和二氧化碳，為了提高原料浸出速率，可采取的措施有增加硫酸濃度、將原料粉碎、提高反應溫度，加催化劑等，所以答案是：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑；增加硫酸濃度、將原料粉碎、提高反應溫度，加催化劑等；（2）Fe2+具有還原性，可被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使高錳酸鉀溶液褪色，與KSCN不反應，加入氫氧化鈉溶液可生成氫氧化鐵、氫氧化銅沉淀而不能檢驗Fe2+ ， 雙氧水，雙氧水是一種綠色試劑，將Fe2+氧化為Fe3+ ， 但無明顯現象，只有b正確，所以答案是：c；（3）在溶液B中加CuO調節溶液的pH使Fe3+完全沉淀，且不引入新的雜質，所以答案是：調pH值，（或減少c（H+），）使Fe3+沉淀完全；（4）常溫下Fe（OH）3的Ksp=1×10﹣39 ， 使溶液中c（Fe3+）=1×10﹣3mol/L，則c（OH﹣）= mol/L=1×10﹣12mol/L，所以溶液中c（H+）=1×10﹣2mol/L，則pH=2，所以答案是：2；（5）CuSO45H2O晶體，在高溫時易失去水，所以從溶液中獲得CuSO45H2O晶體，需要經蒸發濃縮（或加熱蒸發、蒸發溶液），冷卻結晶、過濾，所以答案是：蒸發濃縮（或加熱蒸發、蒸發溶液）；冷卻結晶；（6）Fe2+溶液與KMnO4溶液發生氧化還原反應，反應中MnO4﹣被還原為Mn2+ ， 最小公倍數為5，所以KMnO4前系數為1，Fe2+前系數為5，反應的離子方程式為MnO4﹣+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，根據離子方程可知MnO4﹣～5Fe2+ ， 用去 KMnO4的物質的量為10.00mL×0.010mol/L=1.0×10﹣4mol，所以A溶液中Fe2+濃度為 =0.025mol/L，所以答案是：0.025．