Question

某銅礦石中銅元素含量較低，且含有鐵、鎂、鈣等雜質(zhì)。某小組在實(shí)驗(yàn)室中用浸出－萃取法制備硫酸銅：

 

(1)操作Ⅰ為________。操作Ⅱ用到的玻璃儀器有燒杯、________。

(2)操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是________、富集銅元素。

(3)小組成員利用CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合反應(yīng)，制備環(huán)保型木材防腐劑Cu2(OH)2CO3懸濁液。多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)所得藍(lán)色懸濁液顏色略有差異，查閱資料表明，可能由于條件控制不同使其中混有較多Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。

已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3，Cu4(OH)6SO4均難溶于水，可溶于酸；分解溫度依次為80 ℃、200 ℃、300 ℃。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)懸濁液成分，完成表中內(nèi)容。

限選試劑：2 mol·L－1 鹽酸、1 mol·L－1 H2SO4、0.1 mol·L－1 NaOH溶液、0.1 mol·L－1 BaCl2溶液、蒸餾水。儀器和用品自選。

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量懸濁液，過濾，充分洗滌后，取濾渣于試管中，______________________	____________，說明懸濁液中混有Cu4(OH)6SO4
步驟2：另取少量懸濁液于試管中，____________________	____________，說明懸濁液中混有Cu(OH)2

 

(4)上述實(shí)驗(yàn)需要100 mL 0.5 mol·L－1的CuSO4溶液，配制時(shí)需稱取________g CuSO4·5H2O(相對(duì)分子質(zhì)量：250)。

 

Answer 1

　(1)過濾　分液漏斗

(2)除去雜質(zhì)

(3)

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
加入過量2 mol·L－1鹽酸，充分振蕩，再滴加幾滴0.1 mol·L－1 BaCl2溶液	有白色沉淀生成
將試管放入裝有沸水的小燒杯中水浴加熱一段時(shí)間，取出試管觀察	試管中有黑色固體生成

 

(4)12.5

【解析】　(1)由流程圖可知操作Ⅰ是固、液分離，是過濾；操作Ⅱ是液液分離，且互不相溶，是分液，用到分液漏斗。(2)操作Ⅱ、Ⅲ的目的主要是除雜。

步驟1，由信息中三種物質(zhì)均難溶于水，可溶于酸，故加入過量鹽酸使之溶解，再用BaCl2溶液檢驗(yàn)有無SO42—即可。步驟2，檢驗(yàn)有無Cu(OH)2，可利用信息中三種物質(zhì)分解溫度不同，可在80 ℃時(shí)看有無分解產(chǎn)生CuO，若有，則有Cu(OH)2。(4)配制溶液需CuSO4的物質(zhì)的量為0.1 L×0.5 mol·L－1＝0.05 mol，即需要0.05 mol CuSO4·5H2O，其質(zhì)量m＝0.05 mol×250 g

·mol－1＝12.5 g。