Question

孔雀石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl₂·3H₂O及纯碱，流程如图所示。

已知：溶液A只含Cu^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋三种金属离子，且三种离子沉淀时的pH如表所示。回答下列问题：

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

(1)图中“试剂1”为________。

(2)加入CuO的作用是调节溶液pH，则pH的范围为________。

(3)气体E、F与饱和食盐水作用生成H和G时，E和F应按一定先后顺序通入饱和食盐水中。其中，应先通入的气体是________(填代号及对应物质的化学式)。

(4)由溶液C获得CuCl₂·3H₂O，需要经过__________、________、过滤等操作。

(5)已知：常温下Cu(OH)₂的K_sp＝2×10^－20。计算Cu^2＋＋2H₂OCu(OH)₂＋2H^＋的平衡常数为________。

Answer

(1)Cl2或H2O2

(2)3.2≤pH<4.7

(3)F——NH3

(4)蒸发浓缩 冷却结晶

(5)5×10－9

【解析】 (1)Fe2＋开始沉淀时的pH为7.0，此时Cu2＋已完全沉淀。所以欲除去Cu2＋中混有的Fe2＋时，必须先将其氧化为Fe3＋。为避免引入新杂质，试剂1可以是氯气或H2O2。

(2)调节pH的原则是使Fe3＋完全沉淀而Cu2＋不沉淀。

(3)CO2在饱和食盐水中的溶解度小，因此必须先通入NH3。

(5)Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋的平衡常数K＝。根据Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)及常温下Kw＝c(H＋)·c(OH－)得：K＝＝＝＝5×10－9。