Question

【題目】孔雀石的主要成分為Cu2（OH）2CO3（含少量FeO、Fe2O3、SiO2）。某小組同學在實驗室以孔雀石為原料制備膽礬，并測定所得膽礬中結晶水的含量。實驗步驟如下：

（提供試劑：NaOH溶液、 H2O2溶液、 CuO 、Na2CO3）

完成下列填空：

（1）孔雀石的主要成分與稀硫酸反應的離子方程式為________。

（2）按試劑加入順序，w所代表的試劑依次為__________。沉淀B的成分為_______。

（3）a操作依次為：加熱蒸發(fā)、_______、過濾、洗滌、__________。除燒杯、漏斗之外過濾還需要另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是_________。

（4）欲檢驗溶液A中Fe2+的試劑是___________（選填序號）。如果測定Fe2+的含量，需要用容量瓶配制某標準溶液，請簡述配制中“定容”的操作：_____。

a NaOH（aq） b Na2CO3（aq） c 淀粉KI（aq） d 酸性KMnO4（aq）

（5）在測定所得膽礬（CuSO4·xH2O）中結晶水x值的實驗過程中，若測定結果的實驗誤差為1.5%，可能的原因是_______________。

a 加熱溫度過高 b 膽礬晶體的顆粒較大

c 加熱后放在空氣中冷卻 d 加熱膽礬晶體時有晶體從坩堝中濺出

（6）該小組一位同學根據(jù)實驗結果求出樣品中孔雀石的質量分數(shù)為：，另一位同學不同意，其原因是___________。

Answer 1

【答案】Cu2（OH）2CO3+4H+→2Cu2++3H2O+CO2↑ H2O2溶液、 CuO Fe（OH）3、 CuO 冷卻結晶 自然干燥 引流 d 加水到離刻度線2～3cm處改用膠頭滴管滴加蒸餾水，直到凹液面的最低線與刻度線相平 a、d 在除雜過程中加入了CuO，會使結果偏大

【解析】

m1g孔雀石的主要成分為Cu2（OH）2CO3（含少量FeO、Fe2O3、SiO2），加入稀硫酸過濾得到濾渣二氧化硅和溶液A為硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鐵，加入W為過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氧化銅調節(jié)溶液的pH沉淀鐵離子，過濾得到沉淀B為氫氧化鐵和過量的氧化銅，溶液B為硫酸銅溶液，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌、干燥得到硫酸銅晶體m2g，受熱失去結晶水得到硫酸銅固體m3g。據(jù)此解答。

（1）堿式碳酸銅和硫酸反應生成硫酸銅、水和二氧化碳，反應的離子方程式為：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑，故答案為：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑；

（2）按試劑加入順序，w所代表的試劑依次為加入氧化劑過氧化氫氧化亞鐵離子，不引入其他雜志離子，加入氧化銅調節(jié)溶液pH使鐵離子全部沉淀，過濾得到沉淀B為Fe（OH）3、CuO，故答案為：H2O2溶液、CuO；Fe（OH）3、CuO；

（3）從溶液B中獲得硫酸銅晶體，直接加熱蒸干會導致硫酸銅失去結晶水，應該采用的操作方法為：加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、自然干燥，除燒杯、漏斗之外過濾還需要另一玻璃儀器為玻璃棒，該儀器在此操作中的主要作用是引流，故答案為：冷卻結晶，自然干燥；引流；

（4）溶液A中含亞鐵離子和鐵離子：a．NaOH溶液，向Fe2+溶液中加入NaOH溶液后，Fe2+與OH-反應生成Fe（OH）2，Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓，Fe（OH）2不穩(wěn)定易被氧氣氧化為Fe（OH）3，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，白色的Fe（OH）2沉淀變成紅褐色Fe（OH）3，向Fe2+溶液中加入NaOH溶液后，觀察到生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色；Fe3+與OH-反應Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，生成紅褐色Fe（OH）3，兩者反應現(xiàn)象干擾，不能檢驗該溶液中存在Fe2+，故a錯誤；

b．Na2CO3（aq）和亞鐵離子生成沉淀，和鐵離子雙水解生成氫氧化鐵沉淀和二氧化碳，溶液渾濁不能檢驗亞鐵離子，故b錯誤；

c．淀粉KI（aq）和鐵離子發(fā)生氧化還原反應生成碘單質和亞鐵離子，溶液顏色相近不能鑒別亞鐵離子，故c錯誤；

d．酸性KMnO4（aq），因為Fe2+具有較強的還原性能使酸性KMnO4溶液褪色，Fe3+不能，故能夠用酸性KMnO4溶液鑒別Fe2+和Fe3+，故d正確；

如果測定Fe2+的含量，需要用容量瓶配制某標準溶液，加水到離刻度線2～3cm處改用膠頭滴管滴加蒸餾水，直到凹液面的最低線與刻度線相平，故答案為：d；加水到離刻度線2～3cm處改用膠頭滴管滴加蒸餾水，直到凹液面的最低線與刻度線相平；

（5）測定所得膽礬（CuSO4xH2O）中結晶水x值，應稱量坩堝的質量，坩堝和晶體的質量，加熱后坩堝的質量，加熱后再稱量一次坩堝的質量，判斷質量是否在誤差允許范圍內及兩次值是否相差不超過0.1g，所以至少稱量4次；

a．加熱溫度過高，會導致硫酸銅分解，質量變化較大，導致結果偏大，a正確；

b．膽礬晶體的顆粒較大，會導致晶體解熱分解不完全，質量變化偏小，結果偏小，b錯誤；

c．加熱后放在空氣中冷卻，會吸收空氣中的水重新形成晶體，導致測定結果偏小，c錯誤；

d．加熱膽礬晶體時有晶體從坩堝中濺出，導致測定的結晶水的質量偏大，測定的x值偏大，故d正確；

故答案為：ad；

（6）向溶液中加入CuO調節(jié)溶液的pH，沉淀Ⅱ為Fe（OH）3，所以膽礬中的銅元素不是都來自樣品，因此該小組一位同學根據(jù)實驗結果求出樣品中CuO的質量分數(shù)偏大，故答案為：在除雜過程中加入了CuO，會使結果偏大。