Question

（2012?福建）酸浸法制取硫酸銅的流程示意圖如下

①步驟（i）中Cu₂（OH） ₂CO₃ 發生反應的化學方程式為

Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O

．
②步驟（ii）所加試劑起調節pH 作用的離子是

HCO₃^-

（填離子符號）．
③在步驟（iii）發生的反應中，1mol MnO₂轉移2mol 電子，該反應的離子方程式為

MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O

．
④步驟（iv）除去雜質的化學方程式可表示為：3Fe³⁺+NH₄⁺+2SO₄^2-+6H₂O=NH₄Fe₃ （SO₄）₂（OH）₆+6H⁺
過濾后母液的pH=2.0，c （Fe³⁺）=a mol?L^-1，c （ NH₄⁺）=b mol?L^-1，c （ SO₄^2-）=d mol?L^-1，該反應的平衡常數K=

10-12

a3bd2

（用含a、b、d 的代數式表示）．

Answer 1

分析：①堿式碳酸銅與硫酸反應生成硫酸銅、二氧化碳和水；
②硫酸氫銨加入溶液中調節溶液PH是為了和i步驟中加入的過量硫酸反應同時提高溶液PH利于除去鐵離子；銨根離子不反應，所以是碳酸氫根離子；
③二氧化錳是強氧化劑，可以和亞鐵離子發生氧化還原反應，亞鐵離子被氧化為鐵離子；
④依據平衡常數的概念計算，用生成物濃度的冪次方乘積除以反應物濃度的冪次方乘積．

解答：解：①堿式碳酸銅與硫酸反應的方程式直接寫，用觀察法配平．Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，故答案為：Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O；
②題目要求調高PH，銨根離子顯酸性，碳酸氫根離子顯堿性，則起作用的離子是碳酸氫根離子，故答案為；HCO₃^-；
③依題意亞鐵離子變成了鐵離子，1mol MnO₂轉移電子2 mol，則錳元素從+4變成+2價，溶液是顯酸性的，方程式經過觀察可要補上氫離子，綜合上述分析可寫出離子方程式為MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；
④除去雜質的化學方程式可表示為：3Fe³⁺+NH₄⁺+2SO₄^2-+6H₂O=NH₄Fe₃ （SO₄）₂（OH）₆+6H⁺；過濾后母液的pH=2.0，c（Fe³⁺）=a mol?L^-1，c（ NH₄⁺）=b mol?L^-1，c（ SO₄^2-）=d mol?L^-1，氫離子濃度為10^-2，依據K的表達式寫出K=

c6(H+)

c2(SO42-)c3(Fe3+)c(NH4+)

=

10-12

a3bd2

，故答案為：

10-12

a3bd2

．

點評：本題考查了工藝流程的分析判斷，物質分離的方法和試劑選擇方法，離子方程式的書寫，氧化還原反應的分析判斷，平衡常數的計算，沒有在流程上設置障礙，問題設計平實，難度不大．平衡常數計算簡單，只要代入即可，沒有復雜的數學變換，降低了難度．對圖中信息的獲取要求較高．