Question

某矿样含有大量的CuS、少量铁的氧化物及少量其它不溶于酸的杂质。某化学课外小组设计以下流程，取该矿样为原料生产CuC1₂·2H₂O晶体。

已知：常温下，金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表。 

金属离子	氢氧化物开始沉淀的pH	氢氧化物沉淀完全的pH
Fe^2+	7.0	9.0
Fe^3+	1.9	3.2
Cu^2+	4.7	6.7

回答下列问题：

（1）步骤①的焙烧过程中需要通入氧气。在实验室中，可使用常见化学物质利用右图所示装置制取氧气，试写出熟悉的符合上述条件的两个化学方程式：______、______

（2）培烧产生的尾气中含有的一种气体是形成酸雨的污染物，若将尾气通入氨水中，能发生多个反应，写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式：______、______

（3）步骤②酸浸过程中，需要用到3mol·L^-1的盐酸100mL，配制该盐酸溶液时，除了用到烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要的仪器有_________

（4）步骤④加入物质X的目的是_____，物质X可以选用下列物质中的_____。

A．氢氧化钠      B．稀盐酸     C．氨水       D．氧化铜

（5）当溶液中金属离子浓度低于1×10^-5 mol·L^-1时，认为该金属离子沉淀完全，则K_sp[Fe(OH)₂]= _____。

Answer

（1）2H2O2 2H2O + O2 ↑，2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ↑。

（2）2H2SO3+O2=2H2SO4，2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4 ，2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4

（3）100 mL容量瓶、量筒

（4）调控溶液的pH，使Fe3+以Fe(OH)3沉淀的形式析出 ；  D

（5）1×10-15

【解析】

试题分析：（1）该装置是固液不加热制气体的装置，可用该装置制备氧气的反应有H2O2和MnO2及Na2O2和H2O。

（2）尾气中含有SO2气体，通入氨水中后，SO2可与氨水反应生成(NH4)2SO3、NH4HSO3，SO32-易被氧化为SO42-。

（3）配制一定物质的量浓度盐酸溶液时，是将浓盐酸稀释为稀盐酸，因此还需要的玻璃仪器有容量瓶和量筒。

（4）步骤④加入X物质是为了调节溶液的pH，除去Fe3+。为防止引入杂质及Cu2+沉淀，应选用CuO。

（5）Fe2+完全沉淀时pH=9，则溶液中的c(OH-)=1×10-5mol·L-1，则Ksp=c(Fe2+)·c2(OH-)=1×10-5×(1×10-5)2=1×10-15。

考点：考查气体制备装置，工艺流程分析，氧化还原反应，一定物质的量浓度溶液的配制，溶度积的计算等内容。