孔雀石主要含Cu2 (OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。某工厂以孔雀石为主要原料制备CuSO4·5 H2O及纳米材料G,主要步骤如下:已知该条件下,通

孔雀石主要含Cu2 (OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。某工厂以孔雀石为主要原料制备CuSO4·5 H2O及纳米材料G,主要步骤如下:已知该条件下,通

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孔雀石主要含Cu2 (OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。某工厂以孔雀石为主要原料制备CuSO4·5 H2O及纳米材料G,主要步骤如下:

已知该条件下,通过调节溶液的酸碱性而使Fe3+、Fe2+、Cu2+生成沉淀的pH分别如下:
物质
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe(OH)3
2.2
3.2
Fe(OH)2
7.6
9.6
Cu(OH)2
4.7
6.4
请回答下列问题:
(1)写出孔雀石主要成分Cu2(OH)2CO3与稀硫酸反应的化学方程式             
(2)溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。要检验其中的Fe2+应选择下列试剂中的          
a.KMnO4      b.NaOH      c.H2O2      d.KSCN
(3)溶液A中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。试剂①是一种氧化剂,把Fe2+氧化成Fe3+的目的是                                  。该工厂选用试剂①最好为下列中的      (填代号)。
a.H2O2      b.空气       c.Cl2      d.KSCN
(4)根据下图有关数据,你认为工业上氧化操作时应采取的措施是                          

(5)向溶液B中加入试剂②的化学式为           ,操作I的名称是           
(6)气体E和气体F应该先通人CaCl2溶液中的是          (填化学式)。写出制备G和H的化学反应方程式                                                                     
(7)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,可用KMnO4标准溶液滴定,反应中MnO4还原为Mn2+,则该反应的离子方程式为                           。取A溶液20.00 mL,用去0.0240mol/LKMnO4溶液16.00 mL时,恰好达到滴定终点,则A溶液中Fe2+浓度为     
答案
(1)Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑(2分)
(2)a(1分)
(3)调节溶液的PH时,Fe3+在Cu2+开始沉淀之前就能沉淀完全,从而把铁杂质除去(1分)
a(1分)
(4)溶液温度控制在80℃,PH控制在1.5,氧化时间为4小时左右(1分)
(5)CuO(1分)     过滤(1分)
(6)NH3(1分)      2NH3+CO2+CaCl2+H2O==CaCO3↓+2NH4Cl(2分)
(7)MnO4+ 5Fe2+ + 8H+="==" Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O(2分)      0.0960mol/L(2分)
解析
(1)Cu2(OH)2CO3属于碱式盐,和稀硫酸反应生成硫酸铜、CO2和水,反应式为Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑。
(2)亚铁离子具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以可选择a。
(3)要制备硫酸铜,则必须出去铁离子和亚铁离子。根据表中数据可知要通过沉淀法直接出去亚铁离子,则铜离子也将被同时除去,所以应该把亚铁离子氧化生成铁离子,然后再通过沉淀法出铁离子。因为当氢氧化铁完全沉淀后,铜离子还留在溶液中。所选择的氧化剂不能再引入新的杂质,所以应该选择绿色氧化剂双氧水。
(4)根据图像可知,在80℃pH等于1.5时转化率最高,所以应该控制的条件就是溶液温度控制在80℃,PH控制在1.5,氧化时间为4小时左右。
(5)要得到氢氧化铁沉淀,就有增大溶液的pH,同时还不能引入杂质,所以可选择氧化铜。要分离固液混合物,需要过滤。
(6)E是CO2,CO2和氯化钙是不反应的,要得到碳酸钙沉淀,就降低溶液的酸性,因此首先通入氨气,使溶液显碱性,然后在通入CO2即可生成碳酸钙和氯化铵。反应式为2NH3+CO2+CaCl2+H2O==CaCO3↓+2NH4Cl。
(7)参加反应的高锰酸钾是0.0240mol/L×0.016L=0.000384mol,高锰酸钾氧化亚铁离子的方程式为MnO4+ 5Fe2+ + 8H+="==" Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O,所以消耗的亚铁离子为0.000384mol×5=0.00192mol,所以浓度为
举一反三
某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种:Cl、SO42、CO32、NH4+、Na+、K+。为确认溶液组成进行如下实验:(1)200mL上述溶液,加入足量BaCl2溶液,反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥,得沉淀4.30g,向沉淀中加入过量的盐酸,有2.33g沉淀不溶。(2)向(1)的滤液中加入足量的NaOH溶液,加热,产生能促使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体1.12L(已换算成标准状况,假定产生的气体全部逸出)。由此可以得出关于原溶液组成的正确结论是     
A.一定存在SO42、CO32、NH4+,可能存在Cl、Na+、K+
B.一定存在SO42、CO32、NH4+、Cl,一定不存在Na+、K+
C.c(CO32)=0.01mol·L1,c(NH4+)>c(SO42)
D.如果上述6种离子都存在,则c(Cl)>c(SO42)

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五彩缤纷的焰火与元素的焰色反应有关。下列说法错误的是
A.观察K2SO4的焰色应透过蓝色的钴玻璃
B.Na与NaCl在灼烧时火焰颜色相同
C.可以用焰色反应来区别NaCl和KCl
D.焰色反应一定发生化学变化

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(10分)有一透明溶液,可能含有等离子中的一种或几种。现加入Na2O2粉末只有无色无味的气体放出,并同时析出白色沉淀。如加入Na2O2的量与生成白色沉淀的量之间的关系用下图来表示。

试推断:原溶液中一定含有           ;一定没有             ,可能含        ,为了进一步确定可能含有的离子,应增加的实验操作为                                      ,现象为                                   
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已知:HCO3+AlO2+H2O=Al(OH)3↓+CO32某溶液中可能含有OH,CO32−,AlO2,SiO32−,SO42−,K+,Na+,Fe3+,Mg2+,Al3+等离子,当向溶液中逐滴加入一定物质的量的盐酸时,生成沉淀物质的量与加入盐酸体积的关系如图所示,下列说法中不正确的是
A.原溶液肯定含有OH,CO32−,AlO2,SiO32−B.K+和Na+至少含有其中一种
C.n(CO32−):n(AlO2)=3:2D.a值肯定大于4/3

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下列各组离子能大量共存的是
A.Na+、Ba2+、S2-、SO42-B.H+、K+、SO32-、SO42-
C.Fe2+、H+、ClO-、S2-D.K+、NH4+、SO42-、NO3-

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