Question

孔雀石主要含Cu₂（OH）₂CO₃，还含少量Fe、Si的化合物，实验室以孔雀石为原料制备CuSO₄•5H₂O及CaCO₃，步骤如下：

请回答下列问题：

（1）溶液A中的金属离子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺：实验步骤中试剂①为           （从下列所给试剂中选择，填代号），写出此步骤中的离子方程式           ，检验溶液A中Fe³⁺的最佳试剂为          （从下列所给试剂中选择，填代号）．

a．KMnO₄     b．（NH₄）₂S         c．H₂O₂          d．KSCN

（2）由溶液C获得CuSO₄•5H₂O，需要经过           、          、过滤等操作．除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器          ，该仪器在此操作中的主要作用是           、           ．

（3）制备CaCO₃时，应向CaCl₂溶液中先通入（或先加入）            （填化学式），写出此过程的化学方程式              ，若实验过程中有氨气逸出、应选用下列            装置回收（填代号）．

Answer

（1）c；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；d；

（2）加热蒸发、冷却结晶；玻璃棒；搅拌、引流；

（3）NH3•H2O；CaCl2+CO2+2NH3•H2O=CaCO3↓+2NH4Cl+H2O；b

【解析】

制备CuSO4•5H2O及CaCO3步骤：孔雀石主要成分Cu2（OH）2CO3，其中还含少量Fe、Si的化合物．铁元素以+2、+3价存在，孔雀石与硫酸反应中，少量Fe的氧化物均与硫酸反应，只有SiO2不反应，溶液A中含Cu2+、Fe2+、Fe3+，由工艺流程转化关系可知，实现由溶液A至溶液B转化，目的是将Fe2+氧化为Fe3+，试剂①应为氧化剂，且不能引入新的杂质，则溶液B中含Cu2+、Fe3+，加CuO促进铁离子水解转化为沉淀，所以溶液C中主要为硫酸铜，蒸发浓缩、冷却结晶得到CuSO4•5H2O；制备CaCO3时，先通入氨气，增大二氧化碳的溶解，生成碳酸铵与氯化钙反应生成碳酸钙、氯化铵，反应为：CaCl2+CO2+2NH3•H2O=CaCO3↓+2NH4Cl+H2O，则过滤可得到CaCO3．

（1）本实验要除去Fe2+、Fe3+等离子，先加入合适的氧化剂时不能引入新的杂质，可加入H2O2，发生的反应为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，因Fe3+遇KSCN溶液变为血红色，则可用KSCN检验Fe3+；

（2）从溶液中要析出晶体，采用冷却结晶法，然后进行过滤等操作，过滤用到的仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸等仪器，其中玻璃棒在过滤时起到引流的作用，在蒸发时起到搅拌的作用，

（3）CaCl2溶液不能与CO2反应，加入碱能反应，但又不能引入杂质，应通入NH3，发生反应为：CaCl2+CO2+2NH3•H2O=CaCO3↓+2NH4Cl+H2O，实验室收集氨气时要注意防止倒吸，因为氨气极易溶于水，吸收时导管不能插入到液面以下，可用倒置的漏斗，