Question

【題目】孔雀石的主要成分為Cu2（OH）2CO3（含少量FeO、Fe2O3、SiO2）。某小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備膽礬，并測定所得膽礬中結(jié)晶水的含量。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（提供試劑：NaOH溶液、 H2O2溶液、 CuO 、Na2CO3）

完成下列填空：

（1）孔雀石的主要成分與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為________。

（2）按試劑加入順序，w所代表的試劑依次為__________。沉淀B的成分為_______。

（3）a操作依次為：加熱蒸發(fā)、_______、過濾、洗滌、__________。除燒杯、漏斗之外過濾還需要另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是_________。

（4）欲檢驗(yàn)溶液A中Fe2+的試劑是___________（選填序號）。如果測定Fe2+的含量，需要用容量瓶配制某標(biāo)準(zhǔn)溶液，請簡述配制中“定容”的操作：_____。

a NaOH（aq） b Na2CO3（aq） c 淀粉KI（aq） d 酸性KMnO4（aq）

（5）在測定所得膽礬（CuSO4·xH2O）中結(jié)晶水x值的實(shí)驗(yàn)過程中，若測定結(jié)果的實(shí)驗(yàn)誤差為1.5%，可能的原因是_______________。

a 加熱溫度過高 b 膽礬晶體的顆粒較大

c 加熱后放在空氣中冷卻 d 加熱膽礬晶體時(shí)有晶體從坩堝中濺出

（6）該小組一位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果求出樣品中孔雀石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：，另一位同學(xué)不同意，其原因是___________。

Answer 1

【答案】Cu2（OH）2CO3+4H+→2Cu2++3H2O+CO2↑ H2O2溶液、 CuO Fe（OH）3、 CuO 冷卻結(jié)晶 自然干燥 引流 d 加水到離刻度線2～3cm處改用膠頭滴管滴加蒸餾水，直到凹液面的最低線與刻度線相平 a、d 在除雜過程中加入了CuO，會(huì)使結(jié)果偏大

【解析】

m1g孔雀石的主要成分為Cu2（OH）2CO3（含少量FeO、Fe2O3、SiO2），加入稀硫酸過濾得到濾渣二氧化硅和溶液A為硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鐵，加入W為過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液的pH沉淀鐵離子，過濾得到沉淀B為氫氧化鐵和過量的氧化銅，溶液B為硫酸銅溶液，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥得到硫酸銅晶體m2g，受熱失去結(jié)晶水得到硫酸銅固體m3g。據(jù)此解答。

（1）堿式碳酸銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水和二氧化碳，反應(yīng)的離子方程式為：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑，故答案為：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑；

（2）按試劑加入順序，w所代表的試劑依次為加入氧化劑過氧化氫氧化亞鐵離子，不引入其他雜志離子，加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液pH使鐵離子全部沉淀，過濾得到沉淀B為Fe（OH）3、CuO，故答案為：H2O2溶液、CuO；Fe（OH）3、CuO；

（3）從溶液B中獲得硫酸銅晶體，直接加熱蒸干會(huì)導(dǎo)致硫酸銅失去結(jié)晶水，應(yīng)該采用的操作方法為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、自然干燥，除燒杯、漏斗之外過濾還需要另一玻璃儀器為玻璃棒，該儀器在此操作中的主要作用是引流，故答案為：冷卻結(jié)晶，自然干燥；引流；

（4）溶液A中含亞鐵離子和鐵離子：a．NaOH溶液，向Fe2+溶液中加入NaOH溶液后，Fe2+與OH-反應(yīng)生成Fe（OH）2，Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓，Fe（OH）2不穩(wěn)定易被氧氣氧化為Fe（OH）3，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，白色的Fe（OH）2沉淀變成紅褐色Fe（OH）3，向Fe2+溶液中加入NaOH溶液后，觀察到生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色；Fe3+與OH-反應(yīng)Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，生成紅褐色Fe（OH）3，兩者反應(yīng)現(xiàn)象干擾，不能檢驗(yàn)該溶液中存在Fe2+，故a錯(cuò)誤；

b．Na2CO3（aq）和亞鐵離子生成沉淀，和鐵離子雙水解生成氫氧化鐵沉淀和二氧化碳，溶液渾濁不能檢驗(yàn)亞鐵離子，故b錯(cuò)誤；

c．淀粉KI（aq）和鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)和亞鐵離子，溶液顏色相近不能鑒別亞鐵離子，故c錯(cuò)誤；

d．酸性KMnO4（aq），因?yàn)?/span>Fe2+具有較強(qiáng)的還原性能使酸性KMnO4溶液褪色，Fe3+不能，故能夠用酸性KMnO4溶液鑒別Fe2+和Fe3+，故d正確；

如果測定Fe2+的含量，需要用容量瓶配制某標(biāo)準(zhǔn)溶液，加水到離刻度線2～3cm處改用膠頭滴管滴加蒸餾水，直到凹液面的最低線與刻度線相平，故答案為：d；加水到離刻度線2～3cm處改用膠頭滴管滴加蒸餾水，直到凹液面的最低線與刻度線相平；

（5）測定所得膽礬（CuSO4xH2O）中結(jié)晶水x值，應(yīng)稱量坩堝的質(zhì)量，坩堝和晶體的質(zhì)量，加熱后坩堝的質(zhì)量，加熱后再稱量一次坩堝的質(zhì)量，判斷質(zhì)量是否在誤差允許范圍內(nèi)及兩次值是否相差不超過0.1g，所以至少稱量4次；

a．加熱溫度過高，會(huì)導(dǎo)致硫酸銅分解，質(zhì)量變化較大，導(dǎo)致結(jié)果偏大，a正確；

b．膽礬晶體的顆粒較大，會(huì)導(dǎo)致晶體解熱分解不完全，質(zhì)量變化偏小，結(jié)果偏小，b錯(cuò)誤；

c．加熱后放在空氣中冷卻，會(huì)吸收空氣中的水重新形成晶體，導(dǎo)致測定結(jié)果偏小，c錯(cuò)誤；

d．加熱膽礬晶體時(shí)有晶體從坩堝中濺出，導(dǎo)致測定的結(jié)晶水的質(zhì)量偏大，測定的x值偏大，故d正確；

故答案為：ad；

（6）向溶液中加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH，沉淀Ⅱ?yàn)?/span>Fe（OH）3，所以膽礬中的銅元素不是都來自樣品，因此該小組一位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果求出樣品中CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，故答案為：在除雜過程中加入了CuO，會(huì)使結(jié)果偏大。