Question

工業上以黃銅礦（主要成分是CuFeS₂，雜質不溶于水和酸）為原料，制備藍色晶體G，其化學式為[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，涉及流程如圖：

已知25℃時，幾種金屬氫氧化物的溶度積常數和完全沉淀的pH范圍如下表：

	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Fe（OH）3
Ksp	8.0×10-16	2.2×10-22	4.0×10-38
完全沉淀pH	≥9.6	≥6.4	≥3.2

（1）黃銅礦在空氣中焙燒能生成鐵和銅的低價硫化物，寫出其反應的化學方程式：

 

；
（2）試劑X的化學式為

 

；
（3）常溫下，0.1mol/L試劑Y的pH=11，則該溫度下，試劑Y的電離常數為

 

，用pH試紙測該溶液pH值的方法是

 

；
（4）在溶液N中加入乙醇的目的是

 

．

Answer 1

考點：難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質,物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題,電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）黃銅礦在反射爐中焙燒時與氧氣反應，生成Cu₂S和FeS；
（2）從數據看，除去鐵元素，應將+2價鐵轉化為+3價鐵，加入雙氧水可達到此目的，Fe³⁺水解能力比Cu²⁺強：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入氧化銅、氫氧化銅、碳酸銅或堿式碳酸銅等消耗生成的酸，促使Fe³⁺完全水解，過濾除去過量的CuO和氫氧化鐵即可；
（3）由電離常數表達式計算可得，利用pH試紙的使用方法回答；
（4）深藍色晶體的主要成分是[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，加入乙醇的目的是降低其溶解度，促進晶體析出．

解答： 解：（1）黃銅礦在反射爐中焙燒時與氧氣反應，生成Cu₂S和FeS，方程式為2CuFeS₂+O₂═Cu₂S+2FeS+SO₂，
故答案為：2CuFeS₂+O₂═Cu₂S+2FeS+SO₂；
（2）加入試劑X是為了降低溶液的酸性，故可以加入CuO、Cu（OH）₂降低酸性，故答案為：CuO；
（3）試劑Y是氨水，0.1 mol/L時pH=11，c（OH^-）≈c（NH₄⁺）=10^-3；NH₃?H₂O的電離常數為K=

c(NH4+)?c(Cl-)

c(NH3?H2O)

=

10-3×10-3

0.1

=10^-5，
用pH試紙測該溶液pH值的方法是：用潔凈的玻璃棒蘸取待測液點在pH試紙的中央，并與比色卡比色，
故答案為：10^-5；用潔凈的玻璃棒蘸取待測液點在pH試紙的中央，并與比色卡比色；
（4）深藍色晶體的主要成分是[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，加入乙醇的目的是降低其溶解度，有利于晶體析出，故答案為：減少晶體溶解度，有利于晶體析出．

點評：本題以工藝流程為基礎，考查了化學實驗基本操作、氧化還原理論、化學平衡理論等相關知識．