Question

碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料，明矾是种常见的净水剂，某校化学兴趣小组探究将一废弃矿石进行处理制备碱式碳酸铜和明矾，从而实现变废为宝。经查资料：该矿石成分为：Al₂Fe₄CuSi₂O₁₃，该化学小组制定工艺流程如下:

己知：Cu²⁺溶于足量的浓氨水中可形成铜氨溶液：Cu²⁺＋4NH₃·H₂OCu(NH₃)₄²⁺+4H₂O

回答下列问题：

（1）将Al₂Fe₄CuSi₂O₁₃改写成氧化物形式___________；

（2）为了步骤②提高酸浸速率，可采取措施有________,_________（任写两种）；

（3）写出步骤⑥的离子方程式__________；

（4）用从滤渣2到明矾需先后加入_____、____两种试剂（按使用顺序填写化学式）；

（5）在步骤⑦中，若先加K₂CO₃溶液，后加KOH溶液，则易发生

CuCO₃(s)+2OH^-(aq) Cu(OH)₂(s)+CO₃^2-(aq)，则该反应平衡常数为：______。（已知：Ksp(CuCO₃=2.4×10^-10，Ksp(Cu(OH)₂=2.2×10^-20）。

（6）为了检验该碱式碳酸铜纯度，该小组称取25g样品，加入到100mL 3mol/L的盐酸中进行溶解。充分反应后，微热排除CO₂，冷却后取出10mL，滴加2滴甲基橙，然后用2mol/L标准KOH溶液进行滴定，共用去5mL。则样品的纯度为_________

Answer

Al2O3·2FeO·Fe2O3·CuO·2SiO2 粉碎矿石 加热、提高酸的浓度、搅拌 Cu(NH3)42+ +4H+ ＝Cu2+ +4NH4+ KOH H2SO4 1.09×1010 44.4%

【解析】（1）根据物质的化学式Al2Fe4CuSi2O13可知改写成氧化物后的形式为Al2O3·2FeO·Fe2O3·CuO·2SiO2；（2）为了步骤②提高酸浸速率，可采取措施有粉碎矿石、加热、提高酸的浓度、搅拌等；（3）酸浸后二氧化硅变为滤渣，滤液1中含有金属阳离子，加入双氧水氧化亚铁离子，加入氨水沉淀铁离子、铝离子，根据已知信息可知铜离子转化为Cu(NH3)42+，所以步骤⑥的离子方程式为Cu(NH3)42++4H+＝Cu2++4NH4+；（4）用从滤渣2中含有氢氧化铝和氢氧化铁，由于氢氧化铝是两性氢氧化物，则转化为明矾需先后加入KOH、H2SO4两种试剂；（5）CuCO3(s)+2OH-(aq) Cu(OH)2(s)+CO32-(aq)该反应平衡常数为＝1.09×1010。（6）剩余盐酸的物质的量＝2mol/L×0.005L＝0.01mol，则与碱式碳酸铜反应的盐酸＝0.3mol-0.01mol×100mL/10mL＝0.2mol，根据Cu2CO3(OH)2～4HCl可知碱式碳酸铜的物质的量是0.05mol，因此样品的纯度为。