Question

8．輝銅礦是一種重要的銅礦石，主要含有硫化亞銅（Cu₂S），還有Fe₂O₃、SiO₂及一些不溶性雜質．一種以輝銅礦石為原料制備CuCl₂•2H₂O晶體的工藝流程如圖1：回答下列問題：

（1）焙燒中生成黑色固體，其反應的化學方程式為Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+SO₂．為防止污染，常用堿溶液吸收尾氣．在實驗室中可選用NaOH溶液吸收尾氣，反應的化學方程式為SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O．吸收過程中為了防止液體倒吸，可以選用圖2裝置中的A，或B，或C．

（2）酸浸時發生反應的化學方程式為CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
（3）物質X可以選用下列物質中的d．
a．CuO   b．Cu   c． NaOH溶液  d． NH₃•H₂O
（4）洗滌晶體時，用乙醇代替蒸餾水的目的是防止氯化銅晶體溶于水，并縮短干燥所需時間．
（5）色光度是產品質量的指標之一，合格CuCl₂•2H₂O晶體的色光度值范圍為-0.5～0.5．反應過程溶液pH對產率、色光度的影響如圖3所示，制備時應控制pH的合理范圍是3.5-4.0．實驗室用pH測定溶液pH的操作方法為：用潔凈干燥的玻璃棒蘸取溶液，滴在pH試紙上，把變色的pH試紙與標準比色卡對照，即可得溶液的pH．

Answer 1

分析 （1）硫化亞銅和氧氣在高溫條件下反應生成氧化銅和二氧化硫；
二氧化硫和氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水；
不同的實驗裝置，功能不同；
（2）酸浸時，氧化銅和稀鹽酸反應生成氯化銅和水，氧化鐵和稀鹽酸反應生成氯化鐵和水；
（3）向氯化銅和氯化鐵的混合溶液中加入適量氨水時，鐵離子能夠以氫氧化鐵沉淀的形式從溶液中析出，而銅離子不能形成沉淀；
（4）氯化銅晶體溶于水，不溶于酒精；
（5）根據圖中提供的信息可以判斷相關方面的問題；
利用pH試紙可以測定溶液的酸堿度．

解答 解：（1）焙燒中生成黑色固體，是因為硫化亞銅和氧氣反應生成了氧化銅，反應的化學方程式為：Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+SO₂；
在實驗室中可選用NaOH溶液吸收尾氣中的二氧化硫，反應的化學方程式為：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；
吸收過程中為了防止液體倒吸，可以選用如圖1裝置中A，或B，或C．
故填：Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+SO₂；SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；A，或B，或C．
（2）酸浸時發生的化學方程式為：CuO+2HCl═CuCl₂+H₂O，Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
故填：CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
（3）物質X可以選用下列物質中的NH₃•H₂O，向氯化銅和氯化鐵的混合溶液中加入適量氨水時，鐵離子能夠以氫氧化鐵沉淀的形式從溶液中析出，而銅離子不能形成沉淀．
故填：d．
（4）洗滌晶體時，用乙醇代替蒸餾水的目的是防止氯化銅晶體溶于水，并縮短干燥所需時間．
故填：防止氯化銅晶體溶于水．
（5）制備時應控制pH的合理范圍是3.5-4.0，pH在3.5-4.0時，CuCl₂•2H₂O晶體的色光度在合格范圍內，同時產率較高；
實驗室用pH試紙測定溶液pH的操作方法為：用潔凈干燥的玻璃棒蘸取溶液，滴在pH試紙上，把變色的pH試紙與標準比色卡對照，即可得溶液的pH．
故填：3.5-4.0；用潔凈干燥的玻璃棒蘸取溶液，滴在pH試紙上，把變色的pH試紙與標準比色卡對照，即可得溶液的pH．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．