Question

孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，還含少量鐵的化合物和硅的化合物。以孔雀石為原料可制備CuCl2·3H2O及純堿，流程如圖所示。

 

已知：溶液A只含Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋三種金屬離子，且三種離子沉淀時的pH如表所示。回答下列問題：

金屬離子	Fe3＋	Fe2＋	Cu2＋
pH	氫氧化物開始沉淀	1.9	7.0	4.7
氫氧化物完全沉淀	3.2	9.0	6.7

 

(1)圖中“試劑1”為________。

(2)加入CuO的作用是調節溶液pH，則pH的范圍為________。

(3)氣體E、F與飽和食鹽水作用生成H和G時，E和F應按一定先后順序通入飽和食鹽水中。其中，應先通入的氣體是________(填代號及對應物質的化學式)。

(4)由溶液C獲得CuCl2·3H2O，需要經過__________、________、過濾等操作。

(5)已知：常溫下Cu(OH)2的Ksp＝2×10－20。計算Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋的平衡常數為________。

 

Answer 1

　(1)Cl2或H2O2

(2)3.2≤pH<4.7

(3)F——NH3

(4)蒸發濃縮　冷卻結晶

(5)5×10－9

【解析】　(1)Fe2＋開始沉淀時的pH為7.0，此時Cu2＋已完全沉淀。所以欲除去Cu2＋中混有的Fe2＋時，必須先將其氧化為Fe3＋。為避免引入新雜質，試劑1可以是氯氣或H2O2。

(2)調節pH的原則是使Fe3＋完全沉淀而Cu2＋不沉淀。

(3)CO2在飽和食鹽水中的溶解度小，因此必須先通入NH3。

(5)Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋的平衡常數K＝。根據Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)及常溫下Kw＝c(H＋)·c(OH－)得：K＝＝＝＝5×10－9。