Question

【題目】堿式碳酸銅可用于生產(chǎn)木材防腐劑等。工業(yè)上可用微蝕刻廢液（含有一定量Cu2+、H+、SO42-、H2O2和微量Fe3+）制備高純度堿式碳酸銅，其制備過程如下：

（1）試劑1最好選用________________。

a．Fe2O3 b．CaCO3 C．CuO

（2）加入Na2CO3沉淀前須除去Fe3+，否則Fe2(SO4)3會(huì)與Na2CO3反應(yīng)，產(chǎn)生一種氣體，同時(shí)生成NaFe3(OH)6(SO4)2沉淀，影響產(chǎn)品質(zhì)量，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________。

（3）加入Na2CO3沉淀時(shí)，反應(yīng)液pH對(duì)產(chǎn)品中SO42-的含量以及反應(yīng)液中Cu2+沉淀效率的影響如下圖所示，第二次沉淀時(shí)溶液pH最好控制在___________________________。

（4）所制得的堿式碳酸銅的組成可表示為：xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O，要測定其組成，甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中需要如下五個(gè)步驟：①稱取12.0克的樣品；②高溫分解；③測出生成CO2的質(zhì)量為2.2克；④測出生成水蒸氣的質(zhì)量為1.8克；⑤稱量生成CuO的質(zhì)量為8.0克。而乙同學(xué)認(rèn)為除步驟②外，實(shí)驗(yàn)只需測定四個(gè)量中的部分?jǐn)?shù)據(jù)即可，則合理的組合為______________（填序號(hào)，寫一組即可）。根據(jù)你的選擇，計(jì)算出堿式碳酸銅的組成，寫出計(jì)算過程。____________________________。

Answer 1

【答案】 c 6Na2CO3 + 3 Fe2(SO4)3 + 6H2O = 2 NaFe3(OH)6(SO4)2 + 6CO2 +5 Na2SO4 8.5或填8.5左右的值 寫四個(gè)數(shù)據(jù)中任意三個(gè)組合都正確 ( 1分) 樣品中含：

n(CuCO3) = 0.05 mol

n(Cu(OH)2) = 0.05 mol

n(H2O) = 0.05 mol

樣品的組成為：CuCO3Cu(OH)2H2O

【解析】試題分析：（1）目的是制備高純度堿式碳酸銅，所以試劑1最好加入含有銅元素的物質(zhì)；(2)Fe2(SO4)3會(huì)與Na2CO3發(fā)生雙水解反應(yīng)，產(chǎn)生CO2氣體，同時(shí)生成NaFe3(OH)6(SO4)2沉淀，根據(jù)元素守恒寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；(3) 目的是制備高純度堿式碳酸銅，所以溶液殘留銅元素越低越好；（4）根據(jù)元素守恒，n(CO2)= n(CuCO3)；n(Cu(OH)2) = n(CuO)－ n(CuCO3)；n(H2O) =1.8g÷18g/mol－n(Cu(OH)2)。

解析：（1）目的是制備高純度堿式碳酸銅，加入CuO不引入雜質(zhì)，故C正確；(2)Fe2(SO4)3會(huì)與Na2CO3發(fā)生雙水解反應(yīng)，產(chǎn)生CO2氣體，同時(shí)生成NaFe3(OH)6(SO4)2沉淀，根據(jù)元素守恒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為6Na2CO3 + 3 Fe2(SO4)3 + 6H2O = 2 NaFe3(OH)6(SO4)2 + 6CO2 +5 Na2SO4 ；(3) 目的是制備高純度堿式碳酸銅，溶液殘留銅元素越低越好，所以pH最好控制在8.5；（4）實(shí)驗(yàn)只需測定四個(gè)量中的CO2、CuO、H2O，根據(jù)元素守恒，n(CO2)= n(CuCO3)=2.2g÷44g/mol=0.05 mol；n(Cu(OH)2) = n(CuO)－ n(CuCO3)=8.0 g÷44g/mol－0.05 mol=0.05 mol；n(H2O) =1.8g÷18g/mol－n(Cu(OH)2)=0.1 mol－0.05 mol=0.05 mol, 樣品的組成為：CuCO3Cu(OH)2H2O。