Question

工業上以黃銅礦(主要成分是CuFeS₂，雜質不溶于水和酸)為原料，制備藍色晶體G，其化學式為[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O，涉及流程如下：

已知25℃時，幾種金屬氫氧化物的溶度積常數和完全沉淀的pH范圍如下表：

	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)3
Ksp	8.0×10-16	2.2×10-22	4.0×10-38
完全沉淀pH	≥9.6	≥6.4	≥3.2

 

(1)加快黃銅礦焙燒速率，可采用的措施有                   (寫兩種)：

(2)加入雙氧水可能發生反應的離子方程式為                            ；

試劑X的化學式為                     。

(3)常溫下，0.1 mol／L試劑Y的pH=11，則該溫度下，試劑Y的電離常數為          ；

用pH試紙測該溶液pH值的方法是                             

(4)已知Cu(OH)₂+4NH₃·H₂O[Cu(NH₃)₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，寫出該反應的平衡常數表達式：                    。

(5)在溶液N中加入乙醇的目的是                                               。

 

Answer 1

【答案】

(共14分)

(1)將黃銅礦粉碎、升高溫度、增大空氣流速等(2分)[對一點給1分]

(2)2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O(2分)[配平錯誤或化學式寫錯0分]

CuO、Cu(OH)₂、CuCO₃或Cu₂(OH)₂CO₃中的任一種(2分)

(3)1×10^-5 mol/L(2分)

取一小片pH試紙放在玻璃片或表面皿上，用玻璃捧或膠頭滴管取待測液點在pH試紙中部，待顏色變化穩定后與標準比色卡對比，讀出pH值。(2分)

(4)  (2分)

(5)降低G的溶解度，促進深藍色晶體析出(2分)

【解析】

試題分析：

(1)增大同體接觸面積，升高溫度，增大空氣流速即增大氧氣濃度均能加快化學反應速率。

(2)從數據看，除去鐵元素，應將+2價鐵轉化為+3價鐵，加入雙氧水可達到此目的。Fe³⁺水解能力比Cu²⁺強：Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺，加入氧化銅、氫氧化銅、碳酸銅或堿式碳酸銅等消耗生成的酸，促使Fe³⁺完全水解，過濾除去過量的CuO和氫氧化鐵即可。

(3)由電離常數表達式計算可得。

(4)書寫時，氫氧化銅固體和水不計入表達式。

(5)深藍色晶體的主要成分是[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O，加入乙醇的目的是降低其溶解度，促進晶體析出。

考點：本題以工藝流程為基礎，考查了化學實驗基本操作、氧化還原理論、化學平衡理論等相關知識。