Question

12．孔雀石主要含Cu₂（OH）₂CO₃，還含少量Fe、SI的化合物，實驗室以孔雀石為原料制備CuSO₄•5H₂O及CaCO，步驟如下：

請問答下列問題
（1）濾渣A的化學式為SiO₂．
（2）溶液B中含有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe²⁺，要除去其中的Fe^2-和Fe³⁺，應從下列所給試劑中選擇：試劑①為b，試劑②為e（填代號）．
a．KMnO₄b．H₂O₂c．Cl₂d．NH₃•H₂Oe．CuO
（3）要檢驗溶液C中的Fe²⁺是否完全被氧化，可加入鐵氰化鉀溶液．
（4）由溶液D獲得CuSO₄•5H₂O，需要經過加熱蒸發，冷卻結晶、過濾等操作．
（5）制備CaCO₃時，應向CaCl₂溶液中先通入氨氣（填化學式）．

Answer 1

分析 制備CuSO₄•5H₂O及CaCO₃步驟：孔雀石主要成分Cu₂（OH）₂CO₃，其中還含少量Fe、Si的化合物．鐵元素以+2、+3價存在，孔雀石與硫酸反應中，少量Fe的氧化物均與硫酸反應，只有SiO₂不反應，溶液A中含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，由工藝流程轉化關系可知，實現由溶液B至溶液C轉化，目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，試劑①應為氧化劑，且不能引入新的雜質，則溶液C中含Cu²⁺、Fe³⁺，加CuO促進鐵離子水解轉化為沉淀，所以溶液D中主要為硫酸銅，蒸發濃縮、冷卻結晶得到CuSO₄•5H₂O；制備CaCO₃時，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生成碳酸鈣、氯化銨，則過濾可得到CaCO₃，以此來解答．

解答 解：（1）制備CuSO₄•5H₂O及CaCO₃步驟：孔雀石主要成分Cu₂（OH）₂CO₃，其中還含少量Fe、Si的化合物．鐵元素以+2、+3價存在，孔雀石與硫酸反應中，少量Fe的氧化物均與硫酸反應，Si的化合物SiO₂與酸不反應，所以濾渣A為SiO₂，
故答案為：SiO₂；
（2）溶液A中含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，B應為含Fe³⁺的溶液，則試劑①應將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，為不引入新的雜質，可用H₂O₂為氧化劑，發生的反應為：2H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+4H₂O，溶液C中含Cu²⁺、Fe³⁺，加CuO促進鐵離子水解轉化為沉淀，不引入新的雜質，
故答案為：b；e；
（3）Fe²⁺與鐵氰化鉀K₃[Fe（CN）₆]反應生成具有特征藍色的鐵氰化亞鐵沉淀：2[Fe（CN）₆]^3-+3Fe²⁺═Fe₃[[Fe（CN）₆]₂↓，因此取少量溶液C于試管中，滴加鐵氰化鉀溶液，若不出現藍色，表明Fe²⁺完全被氧化，
故答案為：鐵氰化鉀；
（4）從溶液中要析出晶體CuSO₄•5H₂O，采用冷卻結晶法，然后進行過濾等操作，所以需經過加熱濃縮，冷卻結晶才可得到CuSO₄•5H₂O，
故答案為：冷卻結晶；
（5）二氧化碳在水中的溶解度小，氨氣極易溶于水，CaCl₂溶液不能與CO₂反應，加入堿能反應，但又不能引入雜質，所以應先通入NH₃，
故答案為：氨氣．

點評 本題通過制備CuSO₄•5H₂O及CaCO₃實驗，考查了常見金屬的單質及其化合物的應用，考查了物質的制取和提純等實驗操作，注意常見基本實驗操作的注意事項，注意鐵、銅、硅等元素化合物的性質，題目難度中等．