Question

孔雀石的主要成分为Cu₂（OH）₂CO₃，还含少量铁的氧化物和硅的氧化物．以下是实验室以孔雀石为原料制备CuSO₄•5H₂O晶体的流程图：

（1）孔雀石研磨的目的是                  ．浸泡孔雀石的试剂A若选用过量的稀硫酸，则产生的气体a是         （填化学式）、固体a是           （填化学式）．

（2）使用试剂B的目的是将溶液中的Fe²⁺转化为Fe³⁺，试剂B宜选用           （填选项序号）．

A．酸性KMnO₄溶液    B．双氧水    C．浓硝酸     D．氯水

相应的离子方程式：              ．

（3）试剂C的使用目的是调节溶液pH，使Fe³⁺转化为沉淀予以分离．试剂C宜选用      （填选项序号）．

A．稀硫酸    B．NaOH溶液  C．氨水     D．CuO

相应的离子方程式                   ．

（4）1mol氨气通过加热的Cu₂（OH）₂ CO₃可以产生1.5mol金属铜，发生反应的化学方程式：          ．

Answer

（1）增大固体表面积，从而增大反应速率；CO2；SiO2；

（2）B；2FeSO4+H2SO4+H2O2=Fe2（SO4）3+2H2O 或2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；

（3）D；CuO+2H+=Cu2++H2O；

（4）3Cu2（OH）2CO3+4NH36Cu+3CO2+9H2O+2N2；

【解析】孔雀石经研磨后加过量的稀硫酸浸泡，Cu2（OH）2CO3和铁的氧化物会与硫酸反应，生成气体a为二氧化碳，固体a为二氧化硅，溶液a为铜和铁的硫酸盐溶液，溶液a中加入试剂B、C将溶液中的Fe2+转化为Fe3+，调节溶液pH，使Fe3+转化为沉淀予以分离，得沉淀C为氢氧化铁，溶液C为硫酸铜溶液．

（1）孔雀石研磨的目的是 增大固体表面积，从而增大反应速率．Cu2（OH）2CO3会与硫酸反应则产生CO2气体，固体a是不溶的 SiO2，

（2）试剂B宜选用双氧水，因为双氧水不但能将溶液中的Fe2+转化为Fe3+，而且不引入新的杂质，其他试剂会引入杂质离子．根据Fe2+在酸性条件下与H2O2反应生成Fe3+和H2O，配平可得相应的化学反应方程式：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O或2FeSO4+H2SO4+H2O2=Fe2（SO4）3+2H2O，

（3）试剂C应该能与酸反应，增大溶液pH，使Fe3+完全转化为沉淀予以分离，而且不引入杂质，故宜选用CuO，相应的离子方程式CuO+2H+=Cu2++H2O；稀硫酸不反应，NaOH溶液和氨水会引入杂质，故不适合，

（4）1mol氨气通过加热的Cu2（OH）2CO3可以产生1.5mol金属铜，根据电子守恒可推知氨气应被还原为氮气，然后根据定量关系和质量守恒配平发生反应的化学方程式：3Cu2（OH）2CO3+4NH36Cu+3CO2+9H2O+2 N2

【点评】本题考查了铜及其重要化合物的性质、物质的制备、分离与提纯，有关Ksp的计算等问题，综合性较强，掌握基础是解题关键，题目难度中等．