孔雀石的主要成分为Cu 2 (OH) 2 CO 3 ，还含少量铁的氧化物和硅的氧化物。以下是实验室以孔雀石为原料制

Question

孔雀石的主要成分为Cu 2 (OH) 2 CO 3 ，还含少量铁的氧化物和硅的氧化物。以下是实验室以孔雀石为原料制备CuSO 4 ·5H 2 O晶体的流程图： （1）研磨孔雀石的目的是 。浸泡孔雀石的试剂A若选用过量的稀硫酸，则固体a是 (填化学式)。（2）试剂B的目的是将溶液中的Fe 2+ 转化为Fe 3+ ，则试剂B宜选用 （填序号）：A．酸性KMnO 4 溶液 B．双氧水 C．浓硝酸 D．氯水相应的离子方程式为： 。（3）试剂C用于调节溶液pH，使Fe 3+ 转化为沉淀予以分离。则试剂C宜选用 （填序号）：A．稀硫酸 B．NaOH溶液 C．氨水 D．CuO固体C的化学式为 。（4）1 mol氨气通过加热的Cu 2 (OH) 2 CO 3 可以产生1.5 mol金属铜，则该反应的化学方程式为 。（5）常温下Fe(OH) 3 的K sp =1×10 -39 ，若要将溶液中的Fe 3+ 转化为Fe(OH) 3 沉淀，使溶液中c(Fe 3+ )降低至1×10 —3 mol／L，必需将溶液调节至pH= 。

Answer 1

（1）（共4分）增大固体表面积（1分），以增大反应速率（1分）[类似意思均可]  SiO 2 （2分） （2）（共4分）B（2分）  2Fe 2+ +2H + +H 2 O 2 =2Fe 3+ +2H 2 O（2分）（未配平1分，写为化学方程式2FeSO 4 + H 2 SO 4 + H 2 O 2 = Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2H 2 O且正确1分） （3）（共4分）D（2分）  Fe(OH) 3 （2分） （4）（共3分）3Cu 2 (OH) 2 CO 3 + 4NH 3 6Cu + 3CO 2 + 9H 2 O +2 N 2 （化学式1分、配平均1分，条件1分。） （5）（共2分）2

试题分析：（1）研磨孔雀石的目的是为了酸溶速率更快，所以答案为“增大固体接触面积，加快反应速率”，酸溶过程中不溶的固体为杂质SiO2。 （2）把Fe 2+ 转化为Fe 3+ 应该加入氧化剂，且不能带入杂质离子，所以用双氧水，选B。相应的离子方程式为：2Fe 2+ +2H + +H 2 O 2 =2Fe 3+ +2H 2 O。 （3）因为目标产品是CuSO4·5H2O晶体，所以调节pH值使铁离子沉淀应选用的试剂不能带入杂质离子，所以选用固体CuO，所以沉淀物c为Fe(OH) 3 和过量的CuO。 （4）碱式碳酸铜中通入氨气后有铜单质生成，说明铜被还原，NH 3 做还原剂。因为1mol氨气还原得到1.5mol铜单质，根据铜+2→0价，可知转移电子3mol，得失电子守恒，所以NH 3 失去电子也为3mol，所以可推测得NH 3 被氧化为了N 2 ，所以可以得知其他产物还有CO 2 、H 2 O。所以列出反应物NH 3 + Cu 2 (OH) 2 CO 3 →Cu+ N 2 +CO 2 +H 2 O，然后根据氧化还原反应方程式配平得：3Cu 2 (OH) 2 CO 3 + 4NH 3 6Cu + 3CO 2 + 9H 2 O +2 N 2 。 （5）根据Fe(OH) 3 溶解平衡Fe(OH) 3 (s)  Fe 3+ (aq)+3 OH - (aq)可得K sp ="c(" Fe 3+ ) ·c 3 (OH -  )= 1×10 -39 ，所以把c(Fe 3+ )=1×10 —3 mol／L带入公式中，计算得c(OH -  )= 1×10 -12 ，所以c(H +  )="Kw/" c(OH -  )= 10 -2 ，所以pH=2。