Question

某礦樣含有大量的CuS、少量鐵的氧化物及少量其他不溶于酸的雜質(zhì)。某化學(xué)課外小組設(shè)計(jì)以下流程，以該礦樣為原料生產(chǎn)CuCl₂·2H₂O晶體。

已知：在20 ℃時(shí)，氯化銅的溶解度是73 g；常溫下，金屬離子開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH見下表。

金屬離子	開始形成氫氧化物沉淀的pH	完全形成氫氧化物沉淀的pH
Fe2＋	7.0	9.0
Fe3＋	1.9	3.2
Cu2＋	4.7	6.7

 
回答下列問題：
（1）步驟①的焙燒過程中需要通入氧氣。在實(shí)驗(yàn)室中使用中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)，用如圖所示裝置制取氧氣，試寫出你熟悉的、符合上述條件的兩個(gè)化學(xué)方程式：______________________、________________________；

（2）在焙燒過程中還有廢氣產(chǎn)生，其中一種是主要的大氣污染物。若在實(shí)驗(yàn)室中用堿液吸收處理，下列A、B、C裝置中可行的是________（填字母）；若選用甲裝置，則燒杯中的下層液體可以是________。

（3）步驟②酸浸過程中，需要用到3 mol·L^－1的鹽酸100 mL，配制該鹽酸時(shí)。除了用到燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要用到的儀器有________________。
（4）步驟④加入物質(zhì)X的目的是______________________________________，物質(zhì)X可以選用下列物質(zhì)中的________。
A．氧化銅  B．稀鹽酸
C．氨水  D．氧化亞鐵
（5）在整個(gè)生產(chǎn)流程中，共需要進(jìn)行________次過濾操作。

Answer 1

（1）2H₂O₂2H₂O＋O₂↑　2Na₂O₂＋2H₂O=4NaOH＋O₂↑
（2）AB　四氯化碳
（3）100 mL容量瓶、量筒
（4）調(diào)控溶液的pH，使Fe^3＋以Fe（OH）₃沉淀的形式析出   A
（5）3

（1）結(jié)合裝置可知該實(shí)驗(yàn)制取氧氣的原理是固、液不加熱制得氧氣。因此可選用Na₂O₂與水反應(yīng)或H₂O₂在MnO₂催化作用下分解制取氧氣。（2）焙燒過程中產(chǎn)生的大氣污染物是SO₂，用堿液吸收時(shí)要防止倒吸，故A、B、C裝置中只能選用A、B裝置；若選用甲裝置，下層液體必是密度比水大的液態(tài)有機(jī)物（這樣可防止倒吸），因此其下層液體可選用四氯化碳。（3）配制100 mL 3 mol·L^－1的鹽酸時(shí)用到的儀器有100 mL的容量瓶、量筒（量取濃鹽酸）以及燒杯、玻璃棒、膠頭滴管等。（4）依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮土鞒虉D可知在步驟④中加入X的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe^3＋以Fe（OH）₃沉淀的形式析出；遵循除雜不引入新雜質(zhì)的原則，結(jié)合選項(xiàng)可知加入的X最好為CuO。（5）在整個(gè)流程中，共用到3次過濾操作，即：除流程中給出的兩次外，還有獲得產(chǎn)品時(shí)要過濾一次。