Question

【題目】某實驗小組利用Fe2O3、Cu2O的混合物制取較純凈的膽礬(CuSO4·5H2O)，實驗方案如圖所示

(1)稀硫酸溶解混合物時發生反應的離子方程式為Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O、_________________________。

(2)加H2O2的目的是_______________，其反應的離子方程式為________________。

(3)溶液乙中加入適量CuO時發生反應的離子方程式為_________________。

(4)操作Ⅰ主要包括________、________、過濾、洗滌、晾干等步驟。

Answer 1

【答案】Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ 氧化Fe2＋為Fe3＋ H2O2＋2H＋＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2H2O 3CuO＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3＋3Cu2＋ 蒸發濃縮　 冷卻結晶

【解析】

實驗的目的是要制取純凈的膽礬，溶液甲中含有Fe2(SO4)3和FeSO4，Fe2+要氧化為Fe3+，再將溶液中的鐵元素轉化為難溶的Fe(OH)3沉淀而除去，得到不含其它雜質的CusO4溶液，然后蒸發濃縮、冷卻結晶得到CuSO45H2O晶體。

(1)Fe2O3屬于堿性氧化物跟硫酸發生離子反應：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，Fe3+能氧化Cu，其離子反應方程式為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；

(2)實驗的目的是要制取純凈的膽礬，而溶液甲中含有Fe2(SO4)3和FeSO4就必須除去，溶液中的鐵元素通常轉化為難溶的Fe(OH)3沉淀而除去，所以溶液甲中Fe2+就必須氧化為Fe3+，H2O2不僅能氧化Fe2+，而且其還原產物是H2O，不引入新的雜質。故加入H2O2的目的是氧化Fe2+為Fe3+，其離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3＋＋2H2O；

(3)為將溶液乙中的Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀，應采用Fe3+的水解生成Fe(OH)3的反應：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入的CuO能減小溶液中H+濃度：CuO+2H+=Cu2++H2O，促使水解平衡向正反應方向移動，直到水解完全。總反應為3CuO＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3＋3Cu2＋；

(4)溶液丁是不含雜質的CuSO4溶液，為了獲得CuSO45H2O晶體，先蒸發濃縮，得到CuSO4的飽和溶液，然后冷卻結晶。