Question

孔雀石的主要成分为CuCO₃•Cu（OH）₂，某同学设计从孔雀石中冶炼铜的方案如下：
（1）方案1：将它与焦炭一起加热，可以生成铜、二氧化碳、水．
①该反应的还原剂是______．
②CuCO₃•Cu（OH）₂与焦炭物质的量之比应该为______，实际中碳要过量一些．
（2）方案2：称量m g孔雀石，加过量的稀硫酸将其溶解，过滤，将滤液分成两等份．
Ⅰ：在一份中加入铁粉，获得铜．
①与铁粉反应的离子有______．
②观察到的实验现象为______．
③写出孔雀石被稀硫酸溶解的离子方程式______
Ⅱ：另一份用来测定孔雀石中铜的含量，步骤如下：
a．在溶液中加入足量KI，发生的反应为：
2Cu²⁺+4I^-=2CuI+I₂
b． 以淀粉为指示剂，用Na₂S₂O₃溶液测定生成的 I₂，发生的反应为：
I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
用去2.0×10^-3mol/L的Na₂S₂O₃溶液V mL．
①当溶液的颜色变为______  色时，说明反应恰好完全
②根据以上实验，测得孔雀石中铜的质量分数是______ （以含m、V的代数式表示）

Answer

（1）孔雀石受热发生分【解析】
CuCO3•Cu（OH）22CuO+CO2↑+H2O，由CuO炼铜，用焦炭还原发生：2CuO+C2Cu+CO2↑，根据化合价升高的反应物的是还原剂；根据方程式判断CuCO3•Cu（OH）2与焦炭物质的量之比；
（2）根据孔雀石与稀硫酸反应：CuCO3•Cu（OH）2+4H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O，稀硫酸过量，现象粉末逐渐溶解，溶液变为蓝色，向滤液中加入铁粉，CuSO4和H2SO4都能与铁粉反应：CuSO4+Fe=Cu+FeSO4，H2SO4+Fe=
H2↑+FeSO4，现象为：有气泡生成，出现红色金属，然后解答即可；
Ⅱ：①碘遇淀粉变蓝色，故选择淀粉作指示剂，当溶液由蓝色变为无色，且半分钟颜色不再变化说明滴定到达终点；
②根据方程式建立关系式：Cu2+～S2O32，然后求出铜元素的质量，最后求出质量百分数．
【解析】
（1）①孔雀石受热发生分【解析】
CuCO3•Cu（OH）22CuO+CO2↑+H2O，由CuO炼铜，用焦炭还原发生：2CuO+C2Cu+CO2↑焦炭的化合价升高，是还原剂，故答案为：焦炭；
②由关系式CuCO3•Cu（OH）2～C，可知CuCO3•Cu（OH）2与焦炭物质的量之比1：1，故答案为：1：1；
（2）①孔雀石与稀硫酸反应：CuCO3•Cu（OH）2+4H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O，稀硫酸过量，向滤液中加入铁粉，CuSO4和H2SO4都能与铁粉反应：CuSO4+Fe=Cu+FeSO4，H2SO4+Fe=H2↑+FeSO4，与铁粉反应的离子有Cu2+、H+；
故答案为：Cu2+、H+；
②孔雀石与稀硫酸反应：CuCO3•Cu（OH）2+4H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O，稀硫酸过量，现象粉末逐渐溶解，溶液变为蓝色，向滤液中加入铁粉，CuSO4和H2SO4都能与铁粉反应：CuSO4+Fe=Cu+FeSO4，H2SO4+Fe=H2↑+FeSO4，现象为：有气泡生成，出现红色金属，
故答案为：蓝色溶液逐渐变为浅绿色，黑色粉末逐渐减少，有气泡生成，出现红色金属；
③孔雀石与稀硫酸反应：CuCO3•Cu（OH）2+4H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O，离子方程式为：CuCO3•Cu（OH）2+4 H+=2Cu2++CO2↑+3H2O，
故答案为：CuCO3•Cu（OH）2+4 H+=2Cu2++CO2↑+3H2O；
Ⅱ：①碘遇淀粉变蓝色，故选择淀粉作指示剂，当溶液由蓝色变为无色，且半分钟颜色不再变化说明滴定到达终点，故答案为：无；
 ②Cu2+～S2O32
    1             1
  n（Cu2+）      2.0×10-3mol/L×V×10-3L．
n（Cu2+）=2.0×10-6Vmol；铜的质量2.0×10-6Vmol×64g/mol=1.28×10-6Vg，由于mg孔雀石，加过量的稀硫酸将其溶解，过滤，将滤液分成两等份，所以一份滤液中含有孔雀石，所以测得孔雀石中铜的质量分数是
×100%=2.56×10-4V/m，
故答案为：2.56×10-4V/m．