Question

孔雀石主要含Cu₂（OH）₂CO₃，還含少量Fe、Si的化合物．實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備CuSO₄?5H₂O及納米材料G，步驟如圖所示：

請(qǐng)回答下列問題：
（1）溶液A的金屬離子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺．從下列所給試劑中選擇：實(shí)驗(yàn)步驟中試劑①最佳為

c

（填代號(hào)），檢驗(yàn)溶液A中Fe³⁺的最佳試劑為

d

（填代號(hào)）．
a．KMnO₄/H⁺　　　　　b．Cl₂        c．H₂O₂          d．KSCN
沉淀D中除了過量的CuO外，還存在另一種固體，其化學(xué)式為

Fe（OH）₃

，加入CuO作用是

調(diào)節(jié)溶液pH值，使Fe³⁺的水解生成氫氧化鐵沉淀而除去

．
（2）由溶液C獲得CuSO₄?5H₂O，需要經(jīng)過

蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾

操作．除燒杯、漏斗外，過濾操作還用到另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是

引流

．
（3）制備納米材料G時(shí)，應(yīng)向CaCl₂溶液中選通入（或先加入）

NH₃

（填化學(xué)式）．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

2NH₃+CO₂+CaCl₂+H₂O=CaCO₃+2NH₄Cl

．
（4）欲測定溶液A中Fe²⁺的濃度，可用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，取用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)使用

酸式滴定管

．取A溶液稀釋一定倍數(shù)后，用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，終點(diǎn)現(xiàn)象為

溶液變成紫紅色并保持半分鐘內(nèi)不褪色

．

Answer 1

分析：（1）溶液A加入試劑①將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，加入試劑能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�又不引入新雜質(zhì)；用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe³⁺離子；溶液B加入CuO調(diào)節(jié)pH值，使Fe³⁺的水解生成氫氧化鐵沉淀而除去；
（2）由溶液制得晶體，應(yīng)進(jìn)行蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾等操作；過濾操作一般要用到三種玻璃儀器：燒杯、漏斗、玻璃棒．玻璃棒的作用是引流，避免液體外濺．
（3）根據(jù)流程圖知，生成的氣體F為二氧化碳，在氯化鈣溶液中通入氨氣、二氧化碳制備碳酸鈣納米材料．因?yàn)槎�氧化碳不與氯化鈣溶液反應(yīng)，同時(shí)二氧化碳在水中的溶解度很小，因此，要先向氯化鈣溶液中加入氨水或通入氨氣，在堿性溶液中通入二氧化碳，增加二氧化碳的溶解度，從而生成碳酸鈣；
（4）酸性高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，可以腐蝕橡膠管，故應(yīng)用酸式滴定管取KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液；
滴定時(shí)滴入最后一滴，高錳酸鉀不反應(yīng)，溶液變成紫紅色并保持半分鐘說明滴定到達(dá)終點(diǎn)．

解答：解：（1）選擇“最佳試劑”，是加入試劑能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，又不引入新雜質(zhì)．溶液A的金屬離子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，溶液A加入試劑①將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，若加入高錳酸鉀，引入K⁺、Mn²⁺等，故a錯(cuò)誤；若加入氯氣，會(huì)引入氯離子，故b錯(cuò)誤；加入雙氧水，雙氧水是一種綠色試劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，不會(huì)引入雜質(zhì)，故c正確；項(xiàng)正確；若加入KSCN溶液，不能氧化亞鐵離子，故d錯(cuò)誤，
檢驗(yàn)溶液中Fe³⁺，使用的試劑是KSCN溶液，溶液變成血紅色，是Fe³⁺的特征反應(yīng)，
溶液B加入CuO調(diào)節(jié)溶液pH值，使Fe³⁺的水解生成氫氧化鐵沉淀而除去，淀D中除了過量的CuO外，還含有Fe（OH）₃，
故答案為：c；d；Fe（OH）₃；調(diào)節(jié)溶液pH值，使Fe³⁺的水解生成氫氧化鐵沉淀而除去；
（2）由溶液制得晶體，應(yīng)進(jìn)行蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾等操作；
過濾操作一般要用到三種玻璃儀器：燒杯、漏斗、玻璃棒．玻璃棒的作用是引流，避免液體外濺，
故答案為：蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾；引流；
（3）根據(jù)流程圖知，生成的氣體F為二氧化碳，在氯化鈣溶液中通入氨氣、二氧化碳制備碳酸鈣納米材料．因?yàn)槎�氧化碳不與氯化鈣溶液反應(yīng)，同時(shí)二氧化碳在水中的溶解度很小，因此，要先向氯化鈣溶液中加入氨水或通入氨氣，在堿性溶液中通入二氧化碳，增加二氧化碳的溶解度，從而生成碳酸鈣，反應(yīng)方程式為：2NH₃+CO₂+CaCl₂+H₂O=CaCO₃+2NH₄Cl，
故答案為：NH₃；2NH₃+CO₂+CaCl₂+H₂O=CaCO₃+2NH₄Cl；
（4）酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，堿式滴定管下端有一段橡膠管，橡膠管能被酸性高錳酸鉀氧化，故應(yīng)選擇酸式滴定管；
滴定時(shí)滴入最后一滴，高錳酸鉀不反應(yīng)，溶液變成紫紅色并保持半分鐘說明滴定到達(dá)終點(diǎn)，
故答案為：酸式滴定管，溶液變成紫紅色并保持半分鐘內(nèi)不褪色．

點(diǎn)評(píng)：本題以化學(xué)工藝流程圖為載體，設(shè)計(jì)方案制備重要化學(xué)試劑藍(lán)礬和碳酸鈣納米材料，考查無機(jī)化學(xué)與實(shí)驗(yàn)的融合能力，以及完成基本實(shí)驗(yàn)操作的能力．