Question

孔雀石的主要成分為CuCO₃?Cu（OH）₂，某同學設計從孔雀石中冶煉銅的方案如下：
（1）方案1：將它與焦炭一起加熱，可以生成銅、二氧化碳、水．
①該反應的還原劑是

焦炭

．
②CuCO₃?Cu（OH）₂與焦炭物質的量之比應該為

1：1

，實際中碳要過量一些．
（2）方案2：稱量m g孔雀石，加過量的稀硫酸將其溶解，過濾，將濾液分成兩等份．
Ⅰ：在一份中加入鐵粉，獲得銅．
①與鐵粉反應的離子有

Cu²⁺、H⁺

．
②觀察到的實驗現象為

藍色溶液逐漸變為淺綠色，黑色粉末逐漸減少，有氣泡生成，出現紅色金屬

．
③寫出孔雀石被稀硫酸溶解的離子方程式

CuCO₃?Cu（OH）₂+4H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O

Ⅱ：另一份用來測定孔雀石中銅的含量，步驟如下：
a．在溶液中加入足量KI，發生的反應為：
2Cu²⁺+4I^-=2CuI+I₂
b． 以淀粉為指示劑，用Na₂S₂O₃溶液測定生成的 I₂，發生的反應為：
I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
用去2.0×10^-3mol/L的Na₂S₂O₃溶液V mL．
①當溶液的顏色變為

無

  色時，說明反應恰好完全
②根據以上實驗，測得孔雀石中銅的質量分數是

2.56×10^-4V/m

 （以含m、V的代數式表示）

Answer 1

分析：（1）孔雀石受熱發生分解：CuCO₃?Cu（OH）₂

高溫  .

2CuO+CO₂↑+H₂O，由CuO煉銅，用焦炭還原發生：2CuO+C

高溫  .

2Cu+CO₂↑，根據化合價升高的反應物的是還原劑；根據方程式判斷CuCO₃?Cu（OH）₂與焦炭物質的量之比；
（2）根據孔雀石與稀硫酸反應：CuCO₃?Cu（OH）₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，稀硫酸過量，現象粉末逐漸溶解，溶液變為藍色，向濾液中加入鐵粉，CuSO₄和H₂SO₄都能與鐵粉反應：CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄，H₂SO₄+Fe=
H₂↑+FeSO₄，現象為：有氣泡生成，出現紅色金屬，然后解答即可；
Ⅱ：①碘遇淀粉變藍色，故選擇淀粉作指示劑，當溶液由藍色變為無色，且半分鐘顏色不再變化說明滴定到達終點；
②根據方程式建立關系式：Cu²⁺～S₂O₃²，然后求出銅元素的質量，最后求出質量百分數．

解答：解：（1）①孔雀石受熱發生分解：CuCO₃?Cu（OH）₂

高溫  .

2CuO+CO₂↑+H₂O，由CuO煉銅，用焦炭還原發生：2CuO+C

高溫  .

2Cu+CO₂↑焦炭的化合價升高，是還原劑，故答案為：焦炭；
②由關系式CuCO₃?Cu（OH）₂～C，可知CuCO₃?Cu（OH）₂與焦炭物質的量之比1：1，故答案為：1：1；
（2）①孔雀石與稀硫酸反應：CuCO₃?Cu（OH）₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，稀硫酸過量，向濾液中加入鐵粉，CuSO₄和H₂SO₄都能與鐵粉反應：CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄，H₂SO₄+Fe=H₂↑+FeSO₄，與鐵粉反應的離子有Cu²⁺、H⁺；
故答案為：Cu²⁺、H⁺；
②孔雀石與稀硫酸反應：CuCO₃?Cu（OH）₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，稀硫酸過量，現象粉末逐漸溶解，溶液變為藍色，向濾液中加入鐵粉，CuSO₄和H₂SO₄都能與鐵粉反應：CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄，H₂SO₄+Fe=H₂↑+FeSO₄，現象為：有氣泡生成，出現紅色金屬，
故答案為：藍色溶液逐漸變為淺綠色，黑色粉末逐漸減少，有氣泡生成，出現紅色金屬；
③孔雀石與稀硫酸反應：CuCO₃?Cu（OH）₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，離子方程式為：CuCO₃?Cu（OH）₂+4 H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O，
故答案為：CuCO₃?Cu（OH）₂+4 H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O；
Ⅱ：①碘遇淀粉變藍色，故選擇淀粉作指示劑，當溶液由藍色變為無色，且半分鐘顏色不再變化說明滴定到達終點，故答案為：無；
 ②Cu²⁺～S₂O₃²
    1             1
  n（Cu²⁺）      2.0×10^-3mol/L×V×10^-3L．
n（Cu²⁺）=2.0×10^-6Vmol；銅的質量2.0×10^-6Vmol×64g/mol=1.28×10^-6Vg，由于mg孔雀石，加過量的稀硫酸將其溶解，過濾，將濾液分成兩等份，所以一份濾液中含有

mg

2

孔雀石，所以測得孔雀石中銅的質量分數是

1.28×10-6Vg

mg 2

×100%=2.56×10^-4V/m，
故答案為：2.56×10^-4V/m．

點評：本題考查氧化還原反應的計算，解答本題時注意反應的相關原理和方程式的書寫，利用物質的量應用于化學方程式的計算解答，題目難度不大．