Question

12．孔雀石主要含Cu₂（OH）₂CO₃，还含少量Fe、SI的化合物，实验室以孔雀石为原料制备CuSO₄•5H₂O及CaCO，步骤如下：

请问答下列问题
（1）滤渣A的化学式为SiO₂．
（2）溶液B中含有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe²⁺，要除去其中的Fe^2-和Fe³⁺，应从下列所给试剂中选择：试剂①为b，试剂②为e（填代号）．
a．KMnO₄b．H₂O₂c．Cl₂d．NH₃•H₂Oe．CuO
（3）要检验溶液C中的Fe²⁺是否完全被氧化，可加入铁氰化钾溶液．
（4）由溶液D获得CuSO₄•5H₂O，需要经过加热蒸发，冷却结晶、过滤等操作．
（5）制备CaCO₃时，应向CaCl₂溶液中先通入氨气（填化学式）．

Answer 1

分析 制备CuSO₄•5H₂O及CaCO₃步骤：孔雀石主要成分Cu₂（OH）₂CO₃，其中还含少量Fe、Si的化合物．铁元素以+2、+3价存在，孔雀石与硫酸反应中，少量Fe的氧化物均与硫酸反应，只有SiO₂不反应，溶液A中含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，由工艺流程转化关系可知，实现由溶液B至溶液C转化，目的是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，试剂①应为氧化剂，且不能引入新的杂质，则溶液C中含Cu²⁺、Fe³⁺，加CuO促进铁离子水解转化为沉淀，所以溶液D中主要为硫酸铜，蒸发浓缩、冷却结晶得到CuSO₄•5H₂O；制备CaCO₃时，先通入氨气，增大二氧化碳的溶解，生成碳酸铵与氯化钙反应生成碳酸钙、氯化铵，则过滤可得到CaCO₃，以此来解答．

解答 解：（1）制备CuSO₄•5H₂O及CaCO₃步骤：孔雀石主要成分Cu₂（OH）₂CO₃，其中还含少量Fe、Si的化合物．铁元素以+2、+3价存在，孔雀石与硫酸反应中，少量Fe的氧化物均与硫酸反应，Si的化合物SiO₂与酸不反应，所以滤渣A为SiO₂，
故答案为：SiO₂；
（2）溶液A中含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，B应为含Fe³⁺的溶液，则试剂①应将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，为不引入新的杂质，可用H₂O₂为氧化剂，发生的反应为：2H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+4H₂O，溶液C中含Cu²⁺、Fe³⁺，加CuO促进铁离子水解转化为沉淀，不引入新的杂质，
故答案为：b；e；
（3）Fe²⁺与铁氰化钾K₃[Fe（CN）₆]反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀：2[Fe（CN）₆]^3-+3Fe²⁺═Fe₃[[Fe（CN）₆]₂↓，因此取少量溶液C于试管中，滴加铁氰化钾溶液，若不出现蓝色，表明Fe²⁺完全被氧化，
故答案为：铁氰化钾；
（4）从溶液中要析出晶体CuSO₄•5H₂O，采用冷却结晶法，然后进行过滤等操作，所以需经过加热浓缩，冷却结晶才可得到CuSO₄•5H₂O，
故答案为：冷却结晶；
（5）二氧化碳在水中的溶解度小，氨气极易溶于水，CaCl₂溶液不能与CO₂反应，加入碱能反应，但又不能引入杂质，所以应先通入NH₃，
故答案为：氨气．

点评 本题通过制备CuSO₄•5H₂O及CaCO₃实验，考查了常见金属的单质及其化合物的应用，考查了物质的制取和提纯等实验操作，注意常见基本实验操作的注意事项，注意铁、铜、硅等元素化合物的性质，题目难度中等．