Question

孔雀石主要含Cu₂(OH)₂CO₃以及少量Fe、Si的化合物。可以用孔雀石为原料制备胆矾（CuSO₄·5H₂O） 步骤如下：

请回答下列问题：

（1）试剂①是一种常见的酸，写出其化学式__________。过滤所需要的玻璃仪器有__________。

（2）实验室检验Fe³⁺的常用方法是________________。

（3）溶液A中的金属离子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺上述流程中需要用试剂②将溶液A中的Fe²⁺全部转化为Fe³⁺，从而形成溶液B，则试剂②能否用氯水________________（填“能”或“不能”若“不能”，请解释原因）。

（4）由溶液C获得胆矾，需要经过________、__________、过滤等操作。

（5）取25.00mL溶液A，用1.000×10^-2mol/LKMnO₄标准溶液滴定。反应离子方程式为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺→5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，若消耗标准溶液20.00mL，则溶液A中Fe²⁺的浓度为_______________。

Answer

H2SO4 漏斗、烧杯、玻璃棒 取样，向其中滴加KSCN溶液，溶液呈血红色，则含有Fe3+ 不能，会引入新的杂质 蒸发浓缩 冷却结晶 0.040mol/L

【解析】因目标产物为硫酸铜晶体，则需向孔雀石中加入足量稀硫酸，发生的反应有Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑，溶液A只含Cu2+、Fe2+、Fe3+三种金属离子，铁的氧化物溶于稀硫酸生成铁盐、亚铁盐和水，然后过滤得到的滤渣中含有Si的氧化物，溶液A中含有含有铁盐和亚铁盐及硫酸铜，气体E为CO2，向溶液A中加入试剂①得到溶液B，试剂②是一种氧化剂，将Fe2+转化为Fe3+且不能引进杂质，应该选取双氧水，向溶液B中加入CuO调节溶液pH，经过过滤操作得到溶液C和红褐色沉淀Fe(OH)3，溶液C为硫酸铜溶液，再蒸发结晶最终得胆矾晶体；

(1)试剂①是硫酸，化学式为H2SO4；过滤操作所需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；

(2)检验Fe3+的常用方法是取样，向其中滴加KSCN溶液，溶液呈血红色，则含有Fe3+；

(3)除杂的原则是不能引入新的杂质，如果选用氯水，则制得的胆矾晶体中可能会混有CuCl2，故试剂②不能氯水；

(4)将硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶、再过滤即得胆矾；

(5)根据5Fe2++MnO4-+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O，若消耗标准溶液20.00mL，KMnO4的物质的量为1.000×10-2mol/L×0.02L=2×10-4mol，则溶液A中Fe2+的浓度为2×10-4mol×5÷0.025L=0.040mol/L。

点睛：本题是无机工艺流程题，重点探究的是反应原理并能熟练化学用语解答，这就要求对整个流程进行认识分析，对流程中每一个反应池或操作中出现的箭头要理解清楚，通常箭头指向反应池或容器的代表参加反应的物质，箭头背离的为生成物，再结合包括酸碱性、有无空气中氧气参与反应的环境，并借助于质量守恒及氧化还原反应的理论知识判断反应原理，写出反应方程式或离子反应式。