Question

【題目】孔雀石主要成分是Cu2（OH）2CO3，還含少量FeCO3及Si的化合物，實驗室以孔雀石為原料制備硫酸銅晶體的步驟如下：

（1）步驟Ⅰ中涉及的主要反應用離子方程式表示為_____．

（2）步驟Ⅱ中試劑①是_____（填代號）．

a．KMnO4　　　　　b．H2O2 c．Fe粉 d．KSCN

（3）步驟Ⅲ加入CuO的目的是_____．

（4）步驟Ⅳ獲得硫酸銅晶體，需要經過_____、_____、過濾等操作．

（5）孔雀石與焦炭一起加熱可以生成Cu及其它無毒物質，寫出該反應的化學方程式_____．

（6）測定硫酸銅晶體（CuSO4xH2O）中結晶水的x值：稱取2.41g硫酸銅晶體，在____（填實驗儀器名稱）中加熱至質量不再改變時，稱量粉末的質量為1.6g．則計算得x=_____（計算結果精確到0.1）．

Answer 1

【答案】 Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O b 消耗酸使溶液pH升高，便于Fe3+形成沉淀除去 加熱濃縮 冷卻結晶 Cu2(OH)2CO3 + C 2Cu + 2CO2↑ + H2O 坩堝 4.5

【解析】孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3，還含少量FeCO3、Si的化合物，加入稀硫酸反應后生成二氧化碳氣體，過濾得到二氧化硅固體，得到濾液1為硫酸銅、硫酸亞鐵溶液，“除雜”時先通入足量過氧化氫將Fe2+氧化成Fe3+，得到溶液2為硫酸銅、硫酸鐵溶液，再加入CuO固體調節溶液pH，沉淀鐵離子生成氫氧化鐵沉淀；過濾得到濾液為硫酸銅溶液，濾液3為硫酸銅溶液，通過蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌得到硫酸銅晶體。

(1)孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3，還含少量FeCO3、Si的化合物，步驟Ⅰ中涉及的反應是Cu2(OH)2CO3和FeCO3與硫酸發生復分解反應生成二氧化碳，反應的化學方程式為：Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O，FeCO3+2H+=Fe2++CO2↑+H2O；故答案為：Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O，FeCO3+2H+=Fe2++CO2↑+H2O；

(2)步驟Ⅱ中加入試劑①的目的是氧化亞鐵離子為鐵離子，便于沉淀除去，所加試劑能和亞鐵離子反應且不能引入新的雜質。a．KMnO4溶液加入后，能氧化亞鐵離子，但會引入鉀離子、錳離子，故a不符合；b．加入H2O2會氧化亞鐵離子為鐵離子，過氧化氫被還原為水，不引入雜質，故b符合；c．Fe粉不能氧化亞鐵離子，故c不符合；d．加入KSCN溶液結合鐵離子形成絡合物，不能氧化亞鐵離子，亞鐵離子的存在會干擾硫酸銅晶體的析出，故d不符合；故答案為：b；

(3)步驟Ⅲ加入CuO目的是和酸反應，調節溶液的pH使鐵離子全部沉淀，故答案為：消耗酸使溶液pH升高，便于Fe3+形成沉淀除去；

(4)操作Ⅳ是溶液中得到溶質的方法是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌；

故答案為：加熱濃縮；冷卻結晶；

(5)孔雀石與焦炭一起加熱可以生成Cu、二氧化碳和水，依據原子守恒配平書寫得到的化學方程式為：Cu2(OH)2CO3+C2Cu+2CO2↑+H2O，故答案為：Cu2(OH)2CO3+C2Cu+2CO2↑+H2O；

(6)稱取2.4g硫酸銅晶體，加熱至質量不再改變時，稱量粉末的質量為1.6g為硫酸銅質量，n(CuSO4)物質的量==0.01mol，受熱質量減少2.4g-1.6g=0.8g，水的物質的量==0.044mol；

CuSO4xH2OCuSO4+xH2O

1 x

0.01mol 0.044mol

x==4.4，故答案為：4.4。