Question

某铜矿主要含Cu₂（OH）₂CO₃,还含少量Fe、Si的化合物。实验室以此铜矿石为原料制备CuSO₄·5H₂O及CaCO₃，部分步骤如下：

请回答下列问题：

（1）溶液A除含有Cu²⁺外，还可能含有的金属离子有________（填离子符号）；验证所含离子所用的试剂是在__________。

（2）可用生成的CO₂制取优质碳酸钙。制备时，先向氯化钙溶液中通入氨气，再通入CO₂。

①实验室通常采用加热氯化铵和氢氧化钙混合物的方法制取氨气。某学习小组选取下图所给部分装置制取并收集纯净的氨气。

如果按气流方向连接各仪器接口，你认为正确的顺序为

a→_________、_________→_________、_________→i。

其中与i相连漏斗的作用是______________。

②为探究氨气和氯气的反应

a. 装置A、B，B装置内的药品依次是____________、____________。

b.装置C可用于探究氯气与氨气（已知氯气和氨气可发生反应：3Cl2+2NH3=N2+6HCl）的反应。实验打开开关1、3，关闭2，先向烧瓶中通入____________，然后关闭1、3，打开2，向烧瓶中缓缓通入一定量的另一种气体。实验一段时间后向烧瓶内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结。

（3）测定铜矿石中Cu₂（OH）₂CO₃质量百分含量的方法是：

a．将1.25g铜矿石制取的CuSO₄·5H₂O于锥形瓶中，加入适量水完全溶解；

b．向溶液中加入100mL0.25mol/L的氢氧化钠溶液使Cu²⁺完全沉淀；

c．过滤；

d．滤液中的氢氧化钠溶液用0.5mol/L盐酸滴定至终点，耗用10mL盐酸。则铜矿石中Cu₂（OH）₂CO₃质量分数为_____________。

Answer

（l）Fe2+、Fe3+酸性高锰酸钾溶液（或铁氰化钾溶液）、KSCN溶液

（2）①a—g、h—e、d—i（2分〉，防止倒吸（1分）；

②a 饱和食盐水、浓硫酸（2分，各1分）b 氯气（1分）（3）88.8%（2分）

【解析】

试题分析：（1）Cu2（OH）2CO3以及Fe、Si的化合物与稀硫酸反应生成硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁。二氧化硅与稀硫酸不反应，所以溶液中A中除含有Cu2+外，还可能含有的金属离子有Fe2+、Fe3+；亚铁离子具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此可以检验亚铁离子。检验铁离子可以用KSCN溶液检验。

（2）①根据装置图可知，A装置是制备氨气的。由于生成的氨气中含有水蒸气，所以需要干燥，选用碱石灰干燥。氨气的密度小于空气的，且氨气极易溶于水，所以应该用向下排空气法收集，且需要将多余的氨气进行吸收，因此正确的操作顺序是a→g、h→e、d→ i；氨气极易溶于水，因此与i相连的漏斗的作用是防止倒吸。②依据制备氯气装置是利用二氧化锰和浓盐酸加热反应，生成的氯气中含有氯化氢和水蒸气，通过饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气；实验时打开开关1、3，关闭2向烧瓶中通入氯气，然后关闭1、3，打开2，向烧瓶中缓慢通入一定量的氨气，实验一段时间后烧瓶内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结；

（3）消耗盐酸的物质的量是0.01L×0.5mol/L＝0.005mol，则根据方程式NaOH ＋ HCl＝NaCl ＋ H2O可知，与盐酸反应的氢氧化钠是0.005mol。氢氧化钠的物质的量是0.1L × 0.25 mol/L ＝ 0.025mol，则与硫酸铜反应的氢氧化钠是0.025mol － 0.005mol ＝ 0.020mol。则根据方程式2NaOH ＋ CuSO4＝Cu（OH）2↓ ＋ Na2SO4可知，硫酸铜的物质的量是0.020mol ÷ 2＝0.010mol，所以根据原子守恒可知，铜矿石中Cu2（OH）2CO3的物质的量是0.010mol ÷ 2＝0.005mol，所以Cu2（OH）2CO3质量分数为 × 100%＝88.8%。

考点：考查离子检验、氨气制备、物质含量的测定以及实验方案的设计与评价等