Question

孔雀石主要成分Cu₂（OH）₂CO₃，其中還含少量Fe、Si的化合物．實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備CuSO₄?5H₂O及CaCO₃的流程如下：
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）溶液A中含有的陽(yáng)離子有

Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺

．實(shí)現(xiàn)由溶液A至溶液B轉(zhuǎn)化的試劑①為

③⑤

（填代號(hào)）．
①．KMnO₄　　�、冢�（NH₄）₂S       ③．O₃      ④．濃硫酸    ⑤H₂O₂
（2）試劑②可以選用

BDEF

（填代號(hào)）
A．Fe      B．CuO    C．Fe₂O₃   D．CuCO₃   E．xCu（OH）₂?yCuCO₃   F．Cu（OH）₂
（3）由CaCl₂溶液制備CaCO₃時(shí)，通入的氣體X是

NH₃

（填化學(xué)式）．若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有X氣體逸出，可選用下列

ab

裝置回收（填代號(hào)）．

（4）欲測(cè)定溶液A中還原性金屬陽(yáng)離子的濃度，需要取A溶液配制進(jìn)行氧化還原滴定．若選用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定時(shí)應(yīng)選用

酸式

滴定管（填“酸式”或“堿式”）．滴定反應(yīng)的離子方程式

5Fe²⁺+1MnO₄^-+8H⁺=1Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O

（5）由溶液C制取晶體的實(shí)驗(yàn)操作是

加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥

．

Answer 1

分析：（1）孔雀石主要成分Cu₂（OH）₂CO₃，其中還含少量Fe、Si的化合物．鐵元素以+2、+3價(jià)存在，孔雀石與硫酸反應(yīng)中，硫酸過(guò)量．
由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，實(shí)現(xiàn)由溶液A至溶液B轉(zhuǎn)化，目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，試劑①應(yīng)為氧化劑，且不能引入新的雜質(zhì)．
（2）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，試劑②應(yīng)為調(diào)節(jié)溶液pH值，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，除去Fe³⁺，且不能引入新的雜質(zhì)．
（3）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，應(yīng)先向CaCl₂溶液中加入堿性物質(zhì)并且不引入新雜質(zhì)，故氣體X應(yīng)為堿性氣體，應(yīng)為氨氣，氨氣極易溶于水，吸收應(yīng)采取防倒吸裝置（采取倒置漏斗或連接安全瓶）．
（4）KMnO₄溶液極易強(qiáng)氧化性，可以腐蝕堿式滴定管的橡皮管．溶液A中還原性金屬陽(yáng)離子為Fe²⁺，在酸性條件下，MnO₄^-+將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，自身被還原為Mn²⁺，同時(shí)生成水．
（5）由溶液到晶體需要加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等．

解答：解：（1）孔雀石主要成分Cu₂（OH）₂CO₃，其中還含少量Fe、Si的化合物．鐵元素主要以+2、+3價(jià)存在，孔雀石與硫酸反應(yīng)中，硫酸過(guò)量，所以溶液A中含有的陽(yáng)離子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺等．
由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，實(shí)現(xiàn)由溶液A至溶液B轉(zhuǎn)化，目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，試劑①應(yīng)為氧化劑，且不能引入新的雜質(zhì)．
①KMnO₄可以將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，但引入K⁺、Mn²⁺等雜質(zhì)，故①錯(cuò)誤；
②（NH₄）₂S不能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，故②錯(cuò)誤；
③O₃可以將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，且不引入新雜質(zhì)，故③正確；
④濃硫酸加入溶液中，濃度變稀，不能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，故④錯(cuò)誤；
⑤H₂O₂可以將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，且不引入新雜質(zhì)，故⑤正確．
故選：③⑤．
（2）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，試劑②應(yīng)為調(diào)節(jié)溶液pH值，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，除去Fe³⁺，且不能引入新的雜質(zhì)．
A．Fe與Fe³⁺反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
B．CuO中和H⁺，溶液pH增大，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，不引入雜質(zhì)，故B正確；
C．Fe₂O₃中和H⁺，溶液pH增大，又引入Fe³⁺，故C錯(cuò)誤；
D．CuCO₃中和H⁺，溶液pH增大，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，不引入雜質(zhì)，故D正確；
E．xCu（OH）₂?yCuCO₃ 中和H⁺，溶液pH增大，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，不引入雜質(zhì)，故E正確；
F．Cu（OH）₂中和H⁺，溶液pH增大，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，不引入雜質(zhì)，故F正確．
故選：BDEF．
（3）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，加入X使溶液在堿性條件下反應(yīng)，所以氣體X應(yīng)為堿性氣體，故X為氨氣．由于氨氣極易溶于水，吸收應(yīng)采取防倒吸裝置（采取倒置漏斗或在吸收裝置連接防倒吸安全瓶）．
a、吸收裝置前邊連接防倒吸安全瓶，故a正確；
b、連接防倒吸的倒置漏斗，漏斗邊緣緊貼液面，可以防止倒吸，故b正確；
c、連接的倒置漏斗，但漏斗全部在浸在液面下，不能起防止倒吸作用，故c錯(cuò)誤；
d、多孔球全部在浸在液面下，不能起防止倒吸作用，故d錯(cuò)誤．
故答案為：NH₃；ab
（4）KMnO₄溶液極易強(qiáng)氧化性，可以腐蝕堿式滴定管的橡皮管，使用KMnO₄溶液時(shí)通常加酸，所以KMnO₄溶液應(yīng)放置酸式滴定管內(nèi)．
溶液A中還原性金屬陽(yáng)離子為Fe²⁺，在酸性條件下，MnO₄^-+將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，自身被還原為Mn²⁺，同時(shí)生成水．反應(yīng)中Fe²⁺→Fe³⁺，鐵元素化合價(jià)升高1價(jià)；MnO₄^-+→Mn²⁺，錳元素降低5價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為5，故Fe²⁺+系數(shù)為5，MnO₄^- 系數(shù)為1，根據(jù)元素守恒可知Mn²⁺與Fe³⁺系數(shù)分別為1、5，根據(jù)電荷守恒可知，H⁺其系數(shù)為2+3×5-[2×5-1]=8，根據(jù)H元素守恒可知H₂O系數(shù)是4，所以反應(yīng)離子方程式為5Fe²⁺+1MnO₄^-+8H⁺=1Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
故答案為：酸式；5Fe²⁺+1MnO₄^-+8H⁺=1Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
（5）由溶液到晶體需要加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等．
故答案為：加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥．

點(diǎn)評(píng)：考察物質(zhì)性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)、對(duì)裝置的理解評(píng)價(jià)、物質(zhì)分離提純除雜等有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作以及在新情境下綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力．題目難度中等．要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用信息解決問(wèn)題的能力．注意基礎(chǔ)知識(shí)的全面掌握．