Question

鐵、銅等金屬及其化合物在日常生產(chǎn)生活中用途非常廣泛。

Ⅰ.孔雀石主要含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及CaCO₃，步驟如下：

請回答下列問題：

（1）溶液A的金屬離子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺：從下列所給試劑中選擇：實驗步驟中試劑①為　　　　（填代號），檢驗溶液A中Fe³⁺的最佳試劑為　　　　（填代號）。

a．KMnO₄　　　　　b． (NH₄) ₂S　　　 c． H₂O₂　　　　 d．KSCN

（2）由溶液C獲得CuSO₄·5H₂O，需要經(jīng)過　　　　           等操作。

（3）制備CaCO₃時，應(yīng)向CaCl₂溶液中選通入（或先加入）　　　　（填化學(xué)式）。若實驗過程中有氨氣逸出、應(yīng)選用下列　　　　裝置回收（填代號）。

Ⅱ.（1）某同學(xué)欲從含F(xiàn)eCl₃、FeCl₂、CuCl₂的廢液中回收金屬銅，取上述1L廢液加入鐵粉，充分反應(yīng)。所加鐵粉的物質(zhì)的量與廢液中銅離子的物質(zhì)的量的關(guān)系曲線如圖：

已知原廢液中c(Cl^-)=6.0mol．L^-1，則原廢液中c(Fe³⁺)=           ，c(Fe²⁺)=             。（忽略水解及溶液體積變化）

（2）現(xiàn)有Fe₂O₃、ZnO、CuO的混合固體粉末ag，在加熱條件下用足量的CO還原，得到金屬混合物2.41g，將生成的CO₂氣體用足量的澄清石灰水吸收后，產(chǎn)生5.00g白色沉淀。請回答下列問題：

①a=          。

②若agFe₂O₃、ZnO、CuO的混合物總物質(zhì)的量為bmol，則Fe₂O₃的物質(zhì)的量為       。（用含b的代數(shù)式表示）

Answer 1

【知識點】除雜、尾氣吸收等實驗常識  化學(xué)計算J2  J3  J5

【答案解析】Ⅰ（共7分）（1）c   d (各1分。共2分）

（2）加熱蒸發(fā)（或蒸發(fā)濃縮）、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥（2分）  

（3）NH₃·H₂O (2分）   b （1分）

Ⅱ.（共8分，每空各2分）（1）0.4mol/L    1.6mol/L

    (2)① 3.21g  ②(0.025-b/2)mol

  解析：Ⅰ.（1）由圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，試劑①的目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，考慮到不引入新雜質(zhì)，試劑①應(yīng)選H₂O₂，檢驗Fe³⁺的最佳試劑為KSCN，故答案為：cd；
（2）由CuSO₄溶液得到CuSO₄•5H₂O需經(jīng)過加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾等操作，；
（3）要使CaCl₂溶液中生成CaCO₃，須在溶液顯堿性的條件下通CO₂，為使溶液顯堿性，可向溶液中加氨水或通NH₃；NH₃極易溶于水，吸收多余NH₃時要防止倒吸，選擇b裝置。

Ⅱ.（1）加鐵粉的過程中發(fā)生的反應(yīng)為：2FeCl₃+Fe=3FeCl₂ ，CuCl₂+Fe=FeCl₂+Cu，從圖中可以看出有0.2摩爾鐵與FeCl₃反應(yīng)，c(Fe³⁺)=0.4mol/1L=0.4mol/L ,c(Cu²⁺)=0.8mol/L利用電荷守恒c(Fe³⁺)×3+c(Fe²⁺)×2+c(Cu²⁺)×2=c(Cl^-)×1    計算得：c(Fe²⁺)=1.6mol/L。

(2)①CO₂的物質(zhì)的量為5g/100g.mol^-1=0.05mol，發(fā)生的反應(yīng)：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂  ZnO+COZn+CO2； CuO+COCu+CO_2，CO₂中的O原子來源于CO和金屬氧化物，
則氧化物中氧元素的物質(zhì)的量為n（O）=0.05mol，質(zhì)量為0.05mol×16g/mol=0.8g，
所以金屬氧化物的質(zhì)量為2.41g+0.8g=3.21g，即a=3.21；

②設(shè)的物質(zhì)的量分別為x、y、z則有x+y+z=b；3x+y+z=0.05兩式聯(lián)立得：x=(0.025-b/2)mol.

【思路點撥】本題考查除雜、尾氣吸收等實驗知識，以及化學(xué)計算，要求知識掌握準(zhǔn)確、運用熟練，順利書寫反應(yīng)方程式．