Question

【题目】孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3 ， 还含少量FeO、SiO2 ． 以孔雀石为原料可制备CuSO45H2O步骤如下：

（1）写出孔雀石与稀硫酸反应的化学方程式： ， 为了提高原料浸出速率，可采取的措施有（写出两条）．
（2）溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+ ． 实验步骤中试剂①最佳选（填代号）
a．KMnO4 b．Cl2 c．H2O2 d．HNO3
（3）溶液B中加入CuO作用是 ．
（4）常温下Fe（OH）3的Ksp=1×10﹣39 ， 若要将溶液中的Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，使溶液中c（Fe3+）降低至1×10﹣3mol/L，必需将溶液pH调节至 ．
（5）由溶液C获得CuSO45H2O晶体，需要经、和过滤．
（6）可用KMnO4标准溶液测定溶液A中Fe2+的浓度，量取A溶液20.00ml，用0.010mol/L酸性KMnO4标准溶液滴定，消耗KMnO410.00ml，A溶液中Fe2+的物质的量浓度mol/L．
（反应原理：MnO4﹣+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O）

Answer 1

【答案】
（1）Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O；增加硫酸浓度、将原料粉碎、提高反应温度，加催化剂等均可
（2）c
（3）调pH值，（或减少c（H+），）使Fe3+沉淀完全
（4）2
（5）蒸发浓缩（或加热蒸发、蒸发溶液）；冷却结晶
（6）0.025
【解析】解：孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3 ， 还含少量Fe、Si的化合物，向孔雀石中加入足量稀硫酸，发生的反应有Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，硅和稀硫酸不反应，溶液A只含Cu2+、Fe2+两种金属离子，然后过滤得到的滤渣中含有Si的氧化物，溶液A中含有含有铁盐和亚铁盐及硫酸铜，气体E为CO2、H2 ， 向溶液A中加入试剂①得到溶液B，试剂①是一种氧化剂，将Fe2+转化为Fe3+且不能引进杂质，可选取双氧水，向溶液B中加入试剂②经过操作Ⅰ得到溶液C和红褐色沉淀D，则操作Ⅰ为过滤，D为Fe（OH）3 ， 以及过量的试剂，溶液C为硫酸铜溶液，所以为试剂②为CuO或Cu（OH）2或CaCO3 或Cu2（OH）2CO3 ， （1）碱式碳酸铜为碱式盐能与稀硫酸反应：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，生成硫酸铜、水和二氧化碳，为了提高原料浸出速率，可采取的措施有增加硫酸浓度、将原料粉碎、提高反应温度，加催化剂等，所以答案是：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑；增加硫酸浓度、将原料粉碎、提高反应温度，加催化剂等；（2）Fe2+具有还原性，可被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色，与KSCN不反应，加入氢氧化钠溶液可生成氢氧化铁、氢氧化铜沉淀而不能检验Fe2+ ， 双氧水，双氧水是一种绿色试剂，将Fe2+氧化为Fe3+ ， 但无明显现象，只有b正确，所以答案是：c；（3）在溶液B中加CuO调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀，且不引入新的杂质，所以答案是：调pH值，（或减少c（H+），）使Fe3+沉淀完全；（4）常温下Fe（OH）3的Ksp=1×10﹣39 ， 使溶液中c（Fe3+）=1×10﹣3mol/L，则c（OH﹣）= mol/L=1×10﹣12mol/L，所以溶液中c（H+）=1×10﹣2mol/L，则pH=2，所以答案是：2；（5）CuSO45H2O晶体，在高温时易失去水，所以从溶液中获得CuSO45H2O晶体，需要经蒸发浓缩（或加热蒸发、蒸发溶液），冷却结晶、过滤，所以答案是：蒸发浓缩（或加热蒸发、蒸发溶液）；冷却结晶；（6）Fe2+溶液与KMnO4溶液发生氧化还原反应，反应中MnO4﹣被还原为Mn2+ ， 最小公倍数为5，所以KMnO4前系数为1，Fe2+前系数为5，反应的离子方程式为MnO4﹣+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，根据离子方程可知MnO4﹣～5Fe2+ ， 用去 KMnO4的物质的量为10.00mL×0.010mol/L=1.0×10﹣4mol，所以A溶液中Fe2+浓度为 =0.025mol/L，所以答案是：0.025．