Question

某銅礦石中銅元素含量較低，且含有鐵、鎂、鈣等雜質。某小組在實驗室中用浸出－萃取法制備硫酸銅：

 

(1)操作Ⅰ為________。操作Ⅱ用到的玻璃儀器有燒杯、________。

(2)操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是________、富集銅元素。

(3)小組成員利用CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合反應，制備環保型木材防腐劑Cu2(OH)2CO3懸濁液。多次實驗發現所得藍色懸濁液顏色略有差異，查閱資料表明，可能由于條件控制不同使其中混有較多Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。

已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3，Cu4(OH)6SO4均難溶于水，可溶于酸；分解溫度依次為80 ℃、200 ℃、300 ℃。

設計實驗檢驗懸濁液成分，完成表中內容。

限選試劑：2 mol·L－1 鹽酸、1 mol·L－1 H2SO4、0.1 mol·L－1 NaOH溶液、0.1 mol·L－1 BaCl2溶液、蒸餾水。儀器和用品自選。

實驗步驟	預期現象和結論
步驟1：取少量懸濁液，過濾，充分洗滌后，取濾渣于試管中，______________________	____________，說明懸濁液中混有Cu4(OH)6SO4
步驟2：另取少量懸濁液于試管中，____________________	____________，說明懸濁液中混有Cu(OH)2

 

(4)上述實驗需要100 mL 0.5 mol·L－1的CuSO4溶液，配制時需稱取________g CuSO4·5H2O(相對分子質量：250)。

 

Answer 1

　(1)過濾　分液漏斗

(2)除去雜質

(3)

實驗步驟	預期現象和結論
加入過量2 mol·L－1鹽酸，充分振蕩，再滴加幾滴0.1 mol·L－1 BaCl2溶液	有白色沉淀生成
將試管放入裝有沸水的小燒杯中水浴加熱一段時間，取出試管觀察	試管中有黑色固體生成

 

(4)12.5

【解析】　(1)由流程圖可知操作Ⅰ是固、液分離，是過濾；操作Ⅱ是液液分離，且互不相溶，是分液，用到分液漏斗。(2)操作Ⅱ、Ⅲ的目的主要是除雜。

步驟1，由信息中三種物質均難溶于水，可溶于酸，故加入過量鹽酸使之溶解，再用BaCl2溶液檢驗有無SO42—即可。步驟2，檢驗有無Cu(OH)2，可利用信息中三種物質分解溫度不同，可在80 ℃時看有無分解產生CuO，若有，則有Cu(OH)2。(4)配制溶液需CuSO4的物質的量為0.1 L×0.5 mol·L－1＝0.05 mol，即需要0.05 mol CuSO4·5H2O，其質量m＝0.05 mol×250 g

·mol－1＝12.5 g。