Question

3．孔雀石主要含Cu₂（OH）₂CO₃，還含少量Fe、Si的化合物，實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備CuSO₄•5H₂O及CaCO₃，步驟如下：

試回答下列問(wèn)題：
（1）在未加入H₂O₂的溶液A中，存在的金屬離子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺．若檢驗(yàn)該溶液中Fe³⁺，你所選擇的最合適的試劑是D（填代號(hào)）．
A．KMnO₄　　　　　B．Fe粉         C．Na₂CO₃          D．KSCN
向溶液A中加入H₂O₂，H₂O₂在該反應(yīng)中作氧化劑．實(shí)驗(yàn)室選用H₂O₂而不用Cl₂作氧化劑除考慮環(huán)保因素外的另一原因是沒(méi)有引入其它雜質(zhì)離子．
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要進(jìn)行多次過(guò)濾操作，除燒杯、漏斗外，過(guò)濾操作還需用到另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是引流．
（3）制備CaCO₃時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO₂+CaCl₂+2NH₃•H₂O=CaCO₃↓+2NH₄Cl+H₂O；若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有氨氣逸出、應(yīng)選用下列裝置B（填代號(hào)）回收．

Answer 1

分析 由制備實(shí)驗(yàn)流程可知，Cu₂（OH）₂CO₃、少量Fe的氧化物均與硫酸反應(yīng)，只有SiO₂不反應(yīng)，溶液A中含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，加H₂O₂的溶液將亞鐵離子氧化為鐵離子，則溶液B中含Cu²⁺、Fe³⁺，加CuO促進(jìn)鐵離子水解轉(zhuǎn)化為沉淀，所以溶液C中主要為硫酸銅，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到CuSO₄•5H₂O；
制備CaCO₃時(shí)，先通入氨氣，增大二氧化碳的溶解，生成碳酸銨與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣、氯化銨，則過(guò)濾可得到CaCO₃，以此來(lái)解答．

解答 解：（1）若檢驗(yàn)該溶液中Fe³⁺，可加入KSCN，溶液變?yōu)榧t色，向溶液A加入H₂O₂將亞鐵離子氧化為鐵離子，選用H₂O₂而不用Cl₂的原因是不引入新雜質(zhì)Cl^-，
故答案為：D； 沒(méi)有引入其它雜質(zhì)離子；
（2）由溶液C獲得CuSO₄•5H₂O，需要經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾等操作．除燒杯、漏斗外，過(guò)濾操作還需用到另一玻璃儀器是玻璃棒，起引流作用，
故答案為：引流；
（3）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，可向溶液中先通NH₃，發(fā)生CO₂+CaCl₂+2NH₃•H₂O=CaCO₃↓+2NH₄Cl+H₂O，
NH₃極易溶于水，吸收多余NH₃時(shí)要防止倒吸，圖中B的倒扣漏斗，A中氣體收集時(shí)導(dǎo)管應(yīng)短進(jìn)，C、D中氣體直接與水接觸而不能防止倒吸，
故答案為：CO₂+CaCl₂+2NH₃•H₂O=CaCO₃↓+2NH₄Cl+H₂O；B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握制備實(shí)驗(yàn)流程中的反應(yīng)及混合物分離方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意除雜不能引入新雜質(zhì)及防倒吸裝置的選擇，題目難度中等．