Question

【題目】Ⅰ.某強酸性溶液 X 中含有 Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、 NO3-中的一種或幾種，取該溶液進行連續實驗，實驗過程如下：

根據以上信息，回答下列問題：

(1) 上述離子中，不能確定是否含有的離子是_______________，若要用實驗證明該離子一定不存在，最可靠的化學方法是______________________。

(2)寫出下列反應的關離子方程式：

①中生成氣體A：_______________________。

②生成沉淀I：____________________________。

(3)假設測定A、F、I均為0.01mol，10mLX溶液中n(H+)=0.04mol，且不能確定含有的離子只有一種，當X溶液中不能確定的離子是__________，沉淀C的物質的量為______________。

Ⅱ.輝銅礦的主要成分是Cu2S，從輝銅礦中浸取銅元素，可用FeCl3作浸取劑。

(1)浸取時的反應為：Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S，浸取過程中加入洗滌劑溶解硫時，銅元素的浸取率的變化如圖。其原因是_________________。

353K時，向FeCl3浸取液屮加入CuCl2，能加快銅元素的浸取速率，其反應原理可用化學方程式表示為_______________， CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2。

(2)CuSO4·5H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質量隨溫度變化的曲線)如圖所示。試確定200℃時固體物質的化學式為__________________。

Answer 1

【答案】 Fe3+ 取少量X溶液放在試管中，加入幾滴KSCN溶液，溶液不變紅色說明無Fe3+（其它合理答案也可）。 3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O AlO2－+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－ Fe3+（或Cl－） ＞0.07mol（＜0.07mol） 生成的硫覆蓋在Cu2S表面，阻礙浸取 Cu2S+2CuC12=4CuC1+S CuSO4·H2O

【解析】強酸性溶液中一定不會存在CO32-和SO32-離子，加入過量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀為BaSO4沉淀，說明溶液中含有SO42-離子，生成氣體A，A連續被氧化生成D和E，則A為NO，D為NO2，E為HNO3，說明溶液中含有還原性離子，一定為Fe2+離子，溶液B中加入過量NaOH溶液，沉淀G為Fe（OH）3，生成氣體F，則F為NH3，說明溶液中含有NH4+離子；溶液H中通入CO2氣體，生成沉淀I，則I為Al（OH）3，H為NaOH和NaAlO2，說明溶液中含有Al3+離子，溶液中含有Fe2+離子，就一定不含NO3-離子，含有SO42-離子就一定不含Ba2+離子，不能確定是否含有的離子Fe3+和Cl-，（1）根據以上分析可知，溶液中不能確定的陽離子為Fe3+；通常用硫氰化鉀溶液檢驗鐵離子，檢驗方法為：取少量X溶液放在試管中，加入幾滴KSCN，溶液不變紅色說明無Fe3+，故答案為：Fe3+；取少量X溶液放在試管中，加入幾滴KSCN，溶液不變紅色說明無Fe3+；（2）①氣體A為NO，Fe2+離子被氧化為Fe3+離子，NO3-離子被還原為NO氣體，反應的離子方程式為：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，②H中NaAlO2，沉淀I為氫氧化鋁，偏鋁酸根離子與二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀，應的離子方程式為：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；（3）A、F、I均為0.01mol，10mLX溶液中n（H+）=0.04mol，根據反應3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，可知亞鐵離子為0.03mol，根據溶液電中性可知：2n（Fe2+）+3n（Al3+）+n（NH4+）=2n（SO42-），n（SO42-）=

=0.07mol，當X溶液中不能確定的離子是Fe3+，則硫酸根離子的物質的量大于0.07mol，生成沉淀C硫酸鋇的物質的量大于0.07mol；當X溶液中不能確定的離子為Cl-，則硫酸根離子的物質的量小于0.07mol，生成沉淀C硫酸鋇的物質的量小于0.07mol．

II．（1）Cu2S難溶，生成的硫覆蓋在Cu2S表面，阻礙浸取，所以洗滌時銅元素的浸取率的變化如圖；浸取時的總反應為：Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S，向FeCl3浸取液屮加入CuCl2，能加快銅元素的浸取速率，還發生了這個反應 CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2。用總反應減去這個反應即為：Cu2S+2CuC12=4CuC1+S；（2）CuSO45H2O受熱到102℃時開始脫水分解，113℃時可得到較穩定的一種中間物，到258℃時才會繼續分解．在200℃時失去的水的質量為0.80g-0.57g=0.23g，根據反應的化學方程式：CuSO45H2O== CuSO4（5-n）H2O+nH2O

250 18n
80g 80g-57g=23g

解得n=4，所以，200℃時該固體物質的化學式為CuSO4H2O。