Question

孔雀石的主要成分为Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO₄·5H₂O的步骤如下：

稀硫酸

为解决有关问题，兴趣小组同学查得有关物质沉淀的pH数据如下：

物质	pH (开始沉淀)	pH(完全沉淀)
Fe(OH)3	1.9	3.2
Fe(OH)2	7.0	9.0
Cu(OH)2	4.7	6.7

(1)“除杂”时先通入足量H₂O₂将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，再加入CuO固体。其中加入CuO作用是

                                                              ，需调节溶液pH的范围为                   。

(2)操作X包括 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤和洗涤等。在进行该操作时，需要将溶液B再

适当酸化目的                                                                。

(3)若向溶液B中逐滴加入NaOH溶液，刚好出现沉淀时，请写出存在的难溶物质的沉淀溶解平衡方程式为                                                                   

(4) 为准确测定溶液A中含有Fe^2＋的物质的量浓度，实验如下：

①取出25.00mL溶液A，配制成250 mL 溶液。

②滴定：准确量取25.00ml所配溶液于锥形瓶中，将0.20mol/LKMnO₄溶液

装入              ，记录数据。重复滴定2次。平均消耗KMnO₄溶液V mL。

(反应式： 5Fe²⁺ + MnO₄^— +10 H⁺ = 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 5H₂O)

③ 计算溶液A中Fe²⁺的物质的量浓度=             mol/L （只列出算式，不做运算）。

Answer

⑴ 升高溶液的pH，促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀（3分）；3.2－4.7（2分）

⑵   抑制Cu2＋的水解  （3分）  (3)  Cu(OH)2(s)Cu 2+(aq) + 2OH -(aq)   （2分）

(4)②酸式滴定管（2分）  ③×0.20×V×10-3×5 /25 ×10-3 （2分）

【解析】

试题分析：（1）要除去、Fe3+离子，就需要调节溶液的pH值，且还不能引入新的杂质，所以氧化铜的作用就是升高溶液的pH，促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀。氢氧化铜开始沉淀时的pH值是4.7，氢氧化铁完全沉淀时的pH值时3.2，所以pH的范围是3.2～4.7。

（2）由于铜离子在溶液中也水解，所以再次酸化的目的是抑制Cu2＋的水解。

（3）氢氧化铜的沉淀溶解平衡方程式是Cu(OH)2(s)Cu 2+(aq) + 2OH -(aq)。

（4）②由于高锰酸钾具有强氧化性，则只能用酸式滴定管盛装高锰酸钾溶液。

③根据反应的方程式可知，1mol高锰酸钾能氧化5mol亚铁离子，所以根据消耗的高锰酸钾的物质的量可知，溶液A中Fe2+的物质的量浓度×0.20×V×10-3×5 /25 ×10-3mol/L。

考点：考查常见金属元素的单质及其化合物的综合应用、沉淀溶解平衡、水解平衡的应用、仪器的选择以及物质的量浓度的计算