Question

孔雀石的主要成分為CuCO₃?Cu（OH）₂，某同學(xué)設(shè)計從孔雀石中冶煉銅的方案如下：
（1）方案1：將它與焦炭一起加熱，可以生成銅、二氧化碳、水．
①該反應(yīng)的還原劑是______．
②CuCO₃?Cu（OH）₂與焦炭物質(zhì)的量之比應(yīng)該為______，實(shí)際中碳要過量一些．
（2）方案2：稱量m g孔雀石，加過量的稀硫酸將其溶解，過濾，將濾液分成兩等份．
Ⅰ：在一份中加入鐵粉，獲得銅．
①與鐵粉反應(yīng)的離子有______．
②觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為______．
③寫出孔雀石被稀硫酸溶解的離子方程式______
Ⅱ：另一份用來測定孔雀石中銅的含量，步驟如下：
a．在溶液中加入足量KI，發(fā)生的反應(yīng)為：
2Cu²⁺+4I^-=2CuI+I₂
b． 以淀粉為指示劑，用Na₂S₂O₃溶液測定生成的 I₂，發(fā)生的反應(yīng)為：
I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
用去2.0×10^-3mol/L的Na₂S₂O₃溶液V mL．
①當(dāng)溶液的顏色變?yōu)開_____  色時，說明反應(yīng)恰好完全
②根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，測得孔雀石中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是______ （以含m、V的代數(shù)式表示）

Answer 1

【答案】分析：（1）孔雀石受熱發(fā)生分解：CuCO₃?Cu（OH）₂2CuO+CO₂↑+H₂O，由CuO煉銅，用焦炭還原發(fā)生：2CuO+C2Cu+CO₂↑，根據(jù)化合價升高的反應(yīng)物的是還原劑；根據(jù)方程式判斷CuCO₃?Cu（OH）₂與焦炭物質(zhì)的量之比；
（2）根據(jù)孔雀石與稀硫酸反應(yīng)：CuCO₃?Cu（OH）₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，稀硫酸過量，現(xiàn)象粉末逐漸溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色，向?yàn)V液中加入鐵粉，CuSO₄和H₂SO₄都能與鐵粉反應(yīng)：CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄，H₂SO₄+Fe=
H₂↑+FeSO₄，現(xiàn)象為：有氣泡生成，出現(xiàn)紅色金屬，然后解答即可；
Ⅱ：①碘遇淀粉變藍(lán)色，故選擇淀粉作指示劑，當(dāng)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘顏色不再變化說明滴定到達(dá)終點(diǎn)；
②根據(jù)方程式建立關(guān)系式：Cu²⁺～S₂O₃²，然后求出銅元素的質(zhì)量，最后求出質(zhì)量百分?jǐn)?shù)．
解答：解：（1）①孔雀石受熱發(fā)生分解：CuCO₃?Cu（OH）₂2CuO+CO₂↑+H₂O，由CuO煉銅，用焦炭還原發(fā)生：2CuO+C2Cu+CO₂↑焦炭的化合價升高，是還原劑，故答案為：焦炭；
②由關(guān)系式CuCO₃?Cu（OH）₂～C，可知CuCO₃?Cu（OH）₂與焦炭物質(zhì)的量之比1：1，故答案為：1：1；
（2）①孔雀石與稀硫酸反應(yīng)：CuCO₃?Cu（OH）₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，稀硫酸過量，向?yàn)V液中加入鐵粉，CuSO₄和H₂SO₄都能與鐵粉反應(yīng)：CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄，H₂SO₄+Fe=H₂↑+FeSO₄，與鐵粉反應(yīng)的離子有Cu²⁺、H⁺；
故答案為：Cu²⁺、H⁺；
②孔雀石與稀硫酸反應(yīng)：CuCO₃?Cu（OH）₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，稀硫酸過量，現(xiàn)象粉末逐漸溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色，向?yàn)V液中加入鐵粉，CuSO₄和H₂SO₄都能與鐵粉反應(yīng)：CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄，H₂SO₄+Fe=H₂↑+FeSO₄，現(xiàn)象為：有氣泡生成，出現(xiàn)紅色金屬，
故答案為：藍(lán)色溶液逐漸變?yōu)闇\綠色，黑色粉末逐漸減少，有氣泡生成，出現(xiàn)紅色金屬；
③孔雀石與稀硫酸反應(yīng)：CuCO₃?Cu（OH）₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，離子方程式為：CuCO₃?Cu（OH）₂+4 H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O，
故答案為：CuCO₃?Cu（OH）₂+4 H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O；
Ⅱ：①碘遇淀粉變藍(lán)色，故選擇淀粉作指示劑，當(dāng)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘顏色不再變化說明滴定到達(dá)終點(diǎn)，故答案為：無；
 ②Cu²⁺～S₂O₃²
    1             1
  n（Cu²⁺）      2.0×10^-3mol/L×V×10^-3L．
n（Cu²⁺）=2.0×10^-6Vmol；銅的質(zhì)量2.0×10^-6Vmol×64g/mol=1.28×10^-6Vg，由于mg孔雀石，加過量的稀硫酸將其溶解，過濾，將濾液分成兩等份，所以一份濾液中含有孔雀石，所以測得孔雀石中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是
×100%=2.56×10^-4V/m，
故答案為：2.56×10^-4V/m．
點(diǎn)評：本題考查氧化還原反應(yīng)的計算，解答本題時注意反應(yīng)的相關(guān)原理和方程式的書寫，利用物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計算解答，題目難度不大．