Question

(14分)某學(xué)生實驗小組擬用孔雀石(主要成分是Cu(OH)₂·CuC0₃，其雜質(zhì)主要為FeC0₃等)制膽礬，實驗設(shè)計流程如下：

膽礬，回答下列問題：

(1)步驟(a)中，實驗研磨孔雀石的儀器名稱           ；用硫酸浸取的化學(xué)方程式：                      

(2)步驟(b)中，pH控制在3．O～3．5，其目的是                         ；加過氧化氫發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                                                。

(3)怎樣判斷蒸發(fā)濃縮已完成：                                           。

(4)將制得的樣品用熱重儀進行熱重分析，熱重儀原理及熱重記錄如下表：

  寫出212～248℃溫度范圍內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式                               。

(5) FeC0₃為白色沉淀，此沉淀的Ksp(FeC0₃)=2×10^-11,將FeCl₂的稀溶液與Na₂CO₃溶液等體積混合，若FeCl₂的濃度為2×lO^一5mol·L^-1．則生成沉淀所需Na₂CO₃溶液的最小濃度為     mol·L^-1。

 

Answer 1

【答案】

(1)研缽    Cu（OH)₂·CuCO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑

(2)使Fe³⁺沉淀完全，而Cu²⁺仍留在母液中        2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O

 (3)當(dāng)液面有晶體析出時即可說明蒸發(fā)濃縮已完成

(4) CuSO₄·H₂OCuSO₄＋H₂O      (5) 4×lO^一6

【解析】（1）固體研磨需要在研缽中進行。氫氧化銅或碳酸銅都能和硫酸反應(yīng)，方程式為Cu（OH)₂·CuCO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑。

（2）雙氧水具有氧化性，能把亞鐵離子氧化生成鐵離子，方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O。在pH＝3.0～5.0的范圍內(nèi)鐵離子能完全沉淀，而鐵離子留在溶液中。

（3）蒸發(fā)時如果發(fā)現(xiàn)液面有晶體析出時，即可說明蒸發(fā)濃縮已完成。

（4）膽礬是375mg，物質(zhì)的量是0.0015mol，其中水的質(zhì)量是0.135mg。在221℃固體減少的質(zhì)量是375mg－267mg＝108mg，這說明減少的質(zhì)量是水的質(zhì)量，所以減少的水的物質(zhì)的量是0.0015mol，所以此時固體是CuSO₄·H₂O，由212℃到248℃，固體又減少0.027mg，即此時固體中已經(jīng)沒有結(jié)晶水了，所以反應(yīng)的方程式為CuSO₄·H₂OCuSO₄＋H₂O。

（5）等體積混合后，亞鐵離子的濃度變?yōu)?×lO^一5mol·L^-1．根據(jù)溶度積常數(shù)的表達式可知c(CO₃^2－)＝，所以原碳酸鈉溶液的濃度是4×lO^一6mol/L。