Question

19．某銅礦主要含Cu₂（OH）₂CO₃，還含少量Fe、Si的化合物．實(shí)驗(yàn)室以此銅礦石為原料制備CuSO₄•5H₂O及CaCO₃，部分步驟如圖：

請(qǐng)回答下列問題：
（1）溶液A除含有Cu²⁺外，還可能含有的金屬離子有Fe²⁺、Fe³⁺（填離子符號(hào)）；驗(yàn)證所含離子所用的試劑是在酸性高錳酸鉀溶液、KSCN溶液．
（2）可用生成的CO₂制取優(yōu)質(zhì)碳酸鈣．制備時(shí)，先向氯化鈣溶液中通入氨氣，再通入CO₂．
①實(shí)驗(yàn)室通常采用加熱氯化銨和氫氧化鈣混合物的方法制取氨氣．某學(xué)習(xí)小組選取圖1所給部分裝置制取并收集純凈的氨氣．

如果按氣流方向連接各儀器接口，你認(rèn)為正確的順序?yàn)閍→g、h→e、d→i．
其中與i相連漏斗的作用是防止倒吸．
②為探究氨氣和氯氣的反應(yīng)（圖2）
a．裝置A、B，B裝置內(nèi)的藥品依次是飽和食鹽水、濃硫酸．
b．裝置C可用于探究氯氣與氨氣（已知氯氣和氨氣可發(fā)生反應(yīng)：3Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl）的反應(yīng)．實(shí)驗(yàn)打開開關(guān)1、3，關(guān)閉2，先向燒瓶中通入氯氣，然后關(guān)閉1、3，打開2，向燒瓶中緩緩?fù)ㄈ胍欢�量的另一種氣體．實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后向燒瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)濃厚的白煙并在容器內(nèi)壁凝結(jié)．
（3）測(cè)定銅礦石中Cu₂（OH）₂CO₃質(zhì)量百分含量的方法是：
a．將1.25g銅礦石制取的CuSO₄•5H₂O于錐形瓶中，加入適量水完全溶解；
b．向溶液中加入100mL0.25mol/L的氫氧化鈉溶液使Cu²⁺完全沉淀；
c．過濾；
d．濾液中的氫氧化鈉溶液用0.5mol/L鹽酸滴定至終點(diǎn)，耗用10mL鹽酸．則銅礦石中Cu₂（OH）₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.8%．

Answer 1

分析 Cu₂（OH）₂CO₃以及Fe、Si的化合物與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鐵，二氧化硅與稀硫酸不反應(yīng)，溶液A中加入雙氧水具有強(qiáng)氧化性，能把亞鐵離子氧化生成鐵離子，所以在溶液A中加入H₂O₂反應(yīng)的離子方程式是2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，溶液B中加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，過濾得到濾液，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到硫酸銅晶體，
（1）Cu₂（OH）₂CO₃以及Fe、Si的化合物與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鐵，二氧化硅與稀硫酸不反應(yīng)，所以溶液中A中除含有Cu²⁺外，還可能含有的金屬離子有Fe²⁺、Fe³⁺，驗(yàn)證所含離子所用的試劑是高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)亞鐵離子，用硫氰酸鉀溶液遇到鐵離子形成血紅色溶液，
（2）①根據(jù)裝置圖可知，A裝置是制備氨氣的．由于生成的氨氣中含有水蒸氣，所以需要干燥，選用堿石灰干燥．氨氣的密度小于空氣的，且氨氣極易溶于水，所以應(yīng)該用向下排空氣法收集，且需要將多余的氨氣進(jìn)行吸收，與i相連的漏斗的作用是防止倒吸．
②為探究氨氣和氯氣的反應(yīng)，要用A裝置制氯氣，制得的氯氣中含有氯化氫和水等雜質(zhì)，要用飽和食鹽水和濃硫酸除去，根據(jù)裝置C的結(jié)構(gòu)可知，密度小的氣體從導(dǎo)管2進(jìn)，密度大的氣體從導(dǎo)管1進(jìn)，這樣兩種氣體才能充分接觸；
（3）消耗鹽酸的物質(zhì)的量是0.01L×0.5mol/L=0.005mol，則根據(jù)方程式NaOH+HCl=NaCl+H₂O可知，與鹽酸反應(yīng)的氫氧化鈉是0.005mol．氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.1L×0.25mol/L=0.025mol，則與硫酸銅反應(yīng)的氫氧化鈉是0.025mol-0.005mol=0.020mol．則根據(jù)方程式2NaOH+CuSO₄=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄可知，硫酸銅的物質(zhì)的量是0.020mol÷2=0.010mol，所以根據(jù)原子守恒可知，銅礦石中Cu₂（OH）₂CO₃的物質(zhì)的量是0.010mol÷2=0.005mol，計(jì)算得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：雙氧水具有強(qiáng)氧化性，能把亞鐵離子氧化生成鐵離子，所以在溶液A中加入H₂O₂反應(yīng)的離子方程式是2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（1）Cu₂（OH）₂CO₃以及Fe、Si的化合物與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鐵．二氧化硅與稀硫酸不反應(yīng)，所以溶液A中除含有Cu²⁺外，還可能含有的金屬離子有Fe²⁺、Fe³⁺，驗(yàn)證所含離子所用的試劑是高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)亞鐵離子，用硫氰酸鉀溶液遇到鐵離子形成血紅色溶液，
故答案為：Fe²⁺、Fe³⁺，酸性高錳酸鉀溶液、KSCN溶液；
（2）①根據(jù)裝置圖可知，A裝置是制備氨氣的．由于生成的氨氣中含有水蒸氣，所以需要干燥，選用堿石灰干燥．氨氣的密度小于空氣的，且氨氣極易溶于水，所以應(yīng)該用向下排空氣法收集，且需要將多余的氨氣進(jìn)行吸收，因此正確的操作順序是a→g、h→e、d→i；氨氣極易溶于水，因此與i相連的漏斗的作用是防止倒吸，
故答案為：ghed，防止倒吸；
②為探究氨氣和氯氣的反應(yīng)，要用A裝置制氯氣，制得的氯氣中含有氯化氫和水等雜質(zhì)，要用飽和食鹽水和濃硫酸除去，所以裝置B中的藥品依次是飽和食鹽水、濃硫酸，根據(jù)裝置C的結(jié)構(gòu)可知，密度小的氣體從導(dǎo)管2進(jìn)，密度大的氣體從導(dǎo)管1進(jìn)，這樣兩種氣體才能充分接觸，所以關(guān)閉2，先向燒瓶中通入氯氣，
故答案為：飽和食鹽水、濃硫酸；氯氣；
（3）消耗鹽酸的物質(zhì)的量是0.01L×0.5mol/L=0.005mol，則根據(jù)方程式NaOH+HCl=NaCl+H₂O可知，與鹽酸反應(yīng)的氫氧化鈉是0.005mol．氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.1L×0.25mol/L=0.025mol，則與硫酸銅反應(yīng)的氫氧化鈉是0.025mol-0.005mol=0.020mol．則根據(jù)方程式2NaOH+CuSO₄=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄可知，硫酸銅的物質(zhì)的量是0.020mol÷2=0.010mol，所以根據(jù)原子守恒可知，銅礦石中Cu₂（OH）₂CO₃的物質(zhì)的量是0.010mol÷2=0.005mol，所以Cu₂（OH）₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.005mol×222g/mol}{1.25g}$×100%=88.8%．
故答案為：88.8%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了混合物質(zhì)的分離提純，實(shí)驗(yàn)過程分析判斷，注意儀器的應(yīng)用和含量的計(jì)算，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．