Question

工业上以黄铜矿(主要成分是CuFeS₂，杂质不溶于水和酸)为原料，制备蓝色晶体G，其化学式为[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O，涉及流程如下：

已知25℃时，几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表：

	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)3
Ksp	8.0×10-16	2.2×10-22	4.0×10-38
完全沉淀pH	≥9.6	≥6.4	≥3.2

 
(1)加快黄铜矿焙烧速率，可采用的措施有                  (写两种)：
(2)加入双氧水可能发生反应的离子方程式为                           ；
试剂X的化学式为                    。
(3)常温下，0.1 mol／L试剂Y的pH=11，则该温度下，试剂Y的电离常数为         ；
用pH试纸测该溶液pH值的方法是                             
(4)已知Cu(OH)₂+4NH₃·H₂O[Cu(NH₃)₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，写出该反应的平衡常数表达式：                   。
(5)在溶液N中加入乙醇的目的是                                              。

Answer 1

(共14分)
(1)将黄铜矿粉碎、升高温度、增大空气流速等(2分)[对一点给1分]
(2)2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O(2分)[配平错误或化学式写错0分]
CuO、Cu(OH)₂、CuCO₃或Cu₂(OH)₂CO₃中的任一种(2分)
(3)1×10^-5 mol/L(2分)
取一小片pH试纸放在玻璃片或表面皿上，用玻璃捧或胶头滴管取待测液点在pH试纸中部，待颜色变化稳定后与标准比色卡对比，读出pH值。(2分)
(4)  (2分)
(5)降低G的溶解度，促进深蓝色晶体析出(2分)

解析试题分析：
(1)增大同体接触面积，升高温度，增大空气流速即增大氧气浓度均能加快化学反应速率。
(2)从数据看，除去铁元素，应将+2价铁转化为+3价铁，加入双氧水可达到此目的。Fe³⁺水解能力比Cu²⁺强：Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺，加入氧化铜、氢氧化铜、碳酸铜或碱式碳酸铜等消耗生成的酸，促使Fe³⁺完全水解，过滤除去过量的CuO和氢氧化铁即可。
(3)由电离常数表达式计算可得。
(4)书写时，氢氧化铜固体和水不计入表达式。
(5)深蓝色晶体的主要成分是[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O，加入乙醇的目的是降低其溶解度，促进晶体析出。
考点：本题以工艺流程为基础，考查了化学实验基本操作、氧化还原理论、化学平衡理论等相关知识。