Question

孔雀石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，還含少量Fe、Si的化合物。以孔雀石為原料可制備CuSO₄·5H₂O及納米材料G，步驟如下：

請回答下列問題：
(1)溶液A中的金屬離子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺。從下列所給試劑中選擇：實驗步驟中，試劑①最佳為_______(填代號)。
a.KMnO₄          b.(NH₄)₂S          c.H₂O₂          d.HNO₃
沉淀D中除了過量的CuO外，還存在另一種固體，其化學式為______________。加入CuO的作用是_____________________。
(2)由溶液C獲得CuSO₄·5H₂O，需要經過一系列操作。除燒杯、漏斗外，過濾操作還用到另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是______________。
(3)制備納米材料G時，應向CaCl₂溶液中先通入(或先加入) _______ (填化學式)。寫出該反應的化學方程式_______________________________________。
(4)欲測定溶液A中Fe²⁺的濃度，可用KMnO₄標準溶液滴定，取用KMnO₄標準溶液應用_______ (填寫儀器名稱)；取A溶液稀釋一定倍數后，用KMnO₄標準溶液滴定，終點現象為_______。

Answer 1

(1)c       Fe(OH)₃      調節溶液的pH，促進Fe³⁺的水解
(2)引流
(3)NH₃     2NH₃+CO₂+H₂O+CaCl₂=CaCO₃↓+2NH₄Cl
(4)酸式滴定管(或移液管)
當滴入最后一滴KMnO₄溶液時，溶液變成淺紫色且半分鐘內顏色不變化

根據題意可分析出該工業流程為：

(1)要除去溶液A中的Fe²⁺，應把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，試劑①應為綠色氧化劑H₂O₂，加CuO的目的是降低H⁺濃度，使Fe³⁺水解為Fe(OH)₃而除去。
(2)過濾時應用玻璃棒引流。
(3)由氣體E為CO₂，且和CaCl₂溶液和氣體F反應生成納米材料和NH₄Cl可知納米材料G應為CaCO₃。氣體E為CO₂，與CaCl₂不反應，應使CaCl₂溶液呈堿性才能與CO₂反應，由生成NH₄Cl可知F氣體應是NH₃。
(4)KMnO₄溶液具有強氧化性，只能用酸式滴定管盛放。KMnO₄溶液呈紫紅色，當KMnO₄過量時顯示淺紫色