Question

孔雀石主要含Cu₂（OH）₂CO₃，還含少量Fe的氧化物和SiO₂，實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備CuSO₄?5H₂O及CaCO₃，步驟如圖1：

試回答下列問題：
（1）B物質(zhì)的化學(xué)式是

 

在未加入H₂O₂的溶液中，存在的金屬離子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺．若檢驗(yàn)該溶液中Fe³⁺，選擇最合適的試劑是

 

（填代號(hào)）．
A．KMnO₄溶液      B．Fe粉     C． Na₂CO₃溶液      D． KSCN溶液
（2）向溶液A加入H₂O₂的作用是

 

劑（填氧化或還原），離子反應(yīng)方程式為

 

，選用H₂O₂而不用Cl₂的原因是

 

．
（3）由溶液C獲得CuSO₄?5H₂O，需要經(jīng)過

 

，過濾等操作．除燒杯、漏斗外，過濾操作還需用到另一玻璃儀器是

 

．
（4）制備CaCO₃時(shí)，先通入

 

（填NH₃或CO₂），若實(shí)驗(yàn)過程中有氨氣逸出，可選用圖2裝置中的

 

（填代號(hào)）裝置吸收氨氣．（燒杯中的液體都為水）

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：由制備實(shí)驗(yàn)流程可知，Cu₂（OH）₂CO₃、少量Fe的氧化物均與硫酸反應(yīng)，只有SiO₂不反應(yīng)，則B為SiO₂，溶液A中含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，加H₂O₂的溶液將亞鐵離子氧化為鐵離子，則溶液B中含Cu²⁺、Fe³⁺，加CuO促進(jìn)鐵離子水解轉(zhuǎn)化為沉淀，所以溶液C中主要為硫酸銅，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到CuSO₄?5H₂O；
制備CaCO₃時(shí)，先通入氨氣，增大二氧化碳的溶解，生成碳酸銨與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣、氯化銨，則過濾可得到CaCO₃，以此來解答．

解答： 解：（1）Cu₂（OH）₂CO₃、少量Fe的氧化物均與硫酸反應(yīng)，只有SiO₂不反應(yīng)，則B為SiO₂，檢驗(yàn)鐵離子，利用加KSCN溶液變?yōu)檠�紅色即可，而A、B、C中物質(zhì)不能檢驗(yàn)鐵離子，故答案為：SiO₂；D；
（2）向溶液A加入H₂O₂將亞鐵離子氧化為鐵離子，其作用是氧化劑，離子反應(yīng)方程式為H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，選用H₂O₂而不用Cl₂的原因是不引入新雜質(zhì)Cl^-，
故答案為：氧化；H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；不引入新雜質(zhì)Cl^-；
（3）由溶液C獲得CuSO₄?5H₂O，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等操作．除燒杯、漏斗外，過濾操作還需用到另一玻璃儀器是玻璃棒，起引流作用，
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；玻璃棒；
（4）要使CaCl₂溶液中生成CaCO₃，須在溶液顯堿性的條件下通CO₂，為使溶液顯堿性，可向溶液中先通NH₃；NH₃極易溶于水，吸收多余NH₃時(shí)要防止倒吸，圖中B的倒扣漏斗、D的球形結(jié)構(gòu)均可防止倒吸，A中氣體收集時(shí)導(dǎo)管應(yīng)短進(jìn)，C中漏斗在液面下不能防止倒吸，
故答案為：NH₃；BD．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握制備實(shí)驗(yàn)流程中的反應(yīng)及混合物分離方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意除雜不能引入新雜質(zhì)及防倒吸裝置的選擇，題目難度中等．