Question

孔雀石的主要成分為Cu₂（OH）₂CO₃，還含少量Fe、Si的化合物．實驗室以孔雀石為原料制備CuSO₄?5H₂O的步驟如下：

為解決有關(guān)問題，興趣小組同學(xué)查得有關(guān)物質(zhì)沉淀的pH數(shù)據(jù)如下：

物質(zhì)	pH （開始沉淀）	pH④ （完全沉淀）
Fe（OH）3	1.9	3.2
Fe（OH）2	7.0	9.0
Cu（OH）2	4.7	6.7

（1）“除雜”時先通入足量H₂O₂將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再加入CuO固體．其中加入CuO作用是

 

，需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為

 

．
（2）操作X包括

 

、過濾和洗滌等．在進行該操作時，需要將溶液B再適當(dāng)酸化目的是：

 

．
（3）為準確測定溶液A中含有Fe²⁺的物質(zhì)的量濃度，實驗如下：
①取出25.00mL溶液A，配制成250mL 溶液．
②滴定：準確量取25.00ml所配溶液于錐形瓶中，將0.20mol/LKMnO₄溶液裝入

 

（填儀器名稱），記錄數(shù)據(jù)．重復(fù)滴定3次．平均消耗KMnO₄溶液V mL．（注：反應(yīng)式：5Fe²⁺+MnO₄^-+10H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+5H₂O）
該滴定的滴定終點判斷依據(jù)是：

 

．
③計算溶液A中c（Fe²⁺）=

 

mol/L （只列出算式，不做運算）．

Answer 1

考點：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：孔雀石的主要成分為Cu₂（OH）₂CO₃，還含少量Fe、Si的化合物，加入稀鹽酸反應(yīng)后生成二氧化碳氣體，得到溶液氯化銅溶、氯化亞鐵液A，過濾得到二氧化硅固體，“除雜”時先通入足量Cl₂將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再加入CuO固體調(diào)節(jié)溶液pH沉淀鐵離子過濾得到濾液為氯化銅溶液，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到氯化銅晶體；
（1）分析圖表數(shù)據(jù)，加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液PH保證鐵離子全部沉淀，銅離子不沉淀；
（2）溶液中得到溶質(zhì)的方法是蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶、過濾洗滌；
（3）②酸性高錳酸鉀具有很強的氧化性，能夠腐蝕橡皮管，應(yīng)盛放在酸式滴定管中；酸性高錳酸鉀溶液顯紫紅色，滴定終點，高錳酸鉀不再褪色；
③據(jù)離子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+10H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+5H₂O和消耗高錳酸鉀的量計算c（Fe²⁺）．

解答： 解：（1）分析圖表數(shù)據(jù)，加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液PH，使溶液的pH升高，促進Fe³⁺水解生成Fe（OH）₃沉淀，銅離子不沉淀，需要控制的溶液PH=3.2～4.7．
故答案為：與溶液中H⁺反應(yīng)，使溶液的pH升高，促進Fe³⁺水解生成Fe（OH）₃沉淀；3.2～4.7；
（2）操作X是溶液中得到溶質(zhì)的方法是蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶、過濾洗滌，適當(dāng)酸化目的是抑制銅離子水解，故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；抑制Cu²⁺的水解；
（3）②酸性高錳酸鉀具有很強的氧化性，能夠腐蝕橡皮管，應(yīng)盛放在酸式滴定管中；酸性高錳酸鉀溶液顯紫紅色，滴定終點，高錳酸鉀不再褪色，故答案為：酸式滴定管；當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液，錐形瓶中溶液恰好變?yōu)樽霞t色且半分鐘不變色；
③氧化25.00mL稀釋好的溶液，反應(yīng)消耗的高錳酸鉀物質(zhì)的量為：0.20mol/L×V×10^-3L，據(jù)離子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+10H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+5H₂O可知，反應(yīng)掉亞鐵離子物質(zhì)的量為5×0.20×V×10^-3mol，則原25.00mL溶液中含亞鐵離子物質(zhì)的量為

250

25.00

×5×0.20×V×10^-3mol，其物質(zhì)的量濃度為

0.20×V×10-3×5× 250 25.00

25×10-3

mol/L，
故答案為：

0.20×V×10-3×5× 250 25.00

25×10-3

．

點評：本題考查學(xué)生對實驗原理與實驗操作的理解、物質(zhì)分離提純、元素化合物性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)滴定、化學(xué)計算等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．