Question

工業(yè)上常用含銅的粗樣（主要成分是CuO、Cu及少量FeO）為原料制取膽礬的生產(chǎn)流程示意圖如下圖所示：

部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2
pH（開始沉淀）	2.3	7.5	5.6
pH（完全沉淀）	3.9	9.7	6.4

（1）粗樣溶解時(shí)銅參與的化學(xué)反應(yīng)方程式是

 

，
用這種方法溶解粗樣存在的主要缺陷是

 

．
（2）流程示意圖中加入的試劑X最好選用以下試劑中的

 

（填字母）．
A．氯水
B．雙氧水
C．硝酸
D．高錳酸鉀
試劑X參與反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）為了得到純凈的膽礬晶體，加入的試劑Y通常是

 

（至少寫出一種試劑的化學(xué)式）．
（4）過濾后，需對(duì)濾液進(jìn)行多步操作，其中必須通過

 

才能有CuSO₄?5H₂O晶體析出．
（5）制得膽礬樣品的純度可用“間接碘量法”，其過程如下：取0.48g膽礬試樣溶于水，加入過量的KI固體，充分反應(yīng)得到產(chǎn)物之一是白色沉淀（CuI），再用0.1000mol?L^-1Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)用去Na₂S₂O₃溶液18.00mL，已知：I₂+2S₂O

2- 3

=2I^-+S₄O

2- 6

，該試樣中膽礬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，可與銅反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水；生成的二氧化硫可污染環(huán)境；
（2）加入氧化劑X時(shí)，盡量不要引入雜質(zhì)；
（3）加入的試劑Y主要起到調(diào)節(jié)溶液pH的作用，但不能引入新雜質(zhì)；
（4）從溶液中得到晶體，應(yīng)進(jìn)行蒸發(fā)、結(jié)晶的操作；
（5）根據(jù)相關(guān)反應(yīng)的方程式，可得到關(guān)系式2Na₂S₂O₃ ～2Cu²⁺，根據(jù)反應(yīng)的關(guān)系式計(jì)算．

解答： 解：（1）粗銅溶解時(shí)使用的是濃硫酸，根據(jù)得失電子守恒可知反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，根據(jù)該反應(yīng)可知，產(chǎn)物中含有SO₂，不但會(huì)污染環(huán)境，還會(huì)降低硫酸的利用率，故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；產(chǎn)生污染環(huán)境的SO₂，硫酸利用率低；
（2）加入氧化劑X時(shí)，盡量不要引入雜質(zhì)，則應(yīng)選擇雙氧水，雙氧水把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，自身被還原生成水，
反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：B；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）加入的試劑Y主要起到調(diào)節(jié)溶液pH的作用，但不能引入新雜質(zhì)，只能選擇含有銅的化合物，如Cu（OH）₂、CuCO₃、CuO等，
故答案為：Cu（OH）₂或CuCO₃或CuO等；
（4）從溶液中得到晶體，應(yīng)進(jìn)行蒸發(fā)、結(jié)晶的操作，故答案為：加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶；
（5）CuCl₂溶液與KI反應(yīng)的離子方程式為：2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂，且發(fā)生I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，則可得關(guān)系式2Na₂S₂O₃ ～2Cu²⁺，
則n（CuSO₄?5H₂O）=n（Na₂S₂O₃）=0.100mol/L×18.00×10^-3L=1.8×10^-3mol，
m（CuSO₄?5H₂O）=1.8×10^-3mol×250g/mol=0.45g，
ω（CuSO₄?5H₂O）=

0.45g

0.48g

×100%=93.75%，
故答案為：93.75%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，為高考常見題型，注意把握實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)，難度中等．