Question

某礦樣含有大量的CuS、少量鐵的氧化物及少量其他不溶于酸的雜質。某化學課外小組設計以下流程，以該礦樣為原料生產CuCl2·2H2O晶體。

已知：在20 ℃時，氯化銅的溶解度是73 g；常溫下，金屬離子開始沉淀和沉淀完全時的pH見下表。

金屬離子	開始形成氫氧化物沉淀的pH	完全形成氫氧化物沉淀的pH
Fe2＋	7.0	9.0
Fe3＋	1.9	3.2
Cu2＋	4.7	6.7

 

回答下列問題：

（1）步驟①的焙燒過程中需要通入氧氣。在實驗室中使用中學化學常見物質，用如圖所示裝置制取氧氣，試寫出你熟悉的、符合上述條件的兩個化學方程式：______________________、________________________；

（2）在焙燒過程中還有廢氣產生，其中一種是主要的大氣污染物。若在實驗室中用堿液吸收處理，下列A、B、C裝置中可行的是________（填字母）；若選用甲裝置，則燒杯中的下層液體可以是________。

（3）步驟②酸浸過程中，需要用到3 mol·L－1的鹽酸100 mL，配制該鹽酸時。除了用到燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要用到的儀器有________________。

（4）步驟④加入物質X的目的是______________________________________，物質X可以選用下列物質中的________。

A．氧化銅 B．稀鹽酸

C．氨水 D．氧化亞鐵

（5）在整個生產流程中，共需要進行________次過濾操作。

 

Answer 1

（1）2H2O22H2O＋O2↑　2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑

（2）AB　四氯化碳

（3）100 mL容量瓶、量筒

（4）調控溶液的pH，使Fe3＋以Fe（OH）3沉淀的形式析出 A

（5）3

【解析】（1）結合裝置可知該實驗制取氧氣的原理是固、液不加熱制得氧氣。因此可選用Na2O2與水反應或H2O2在MnO2催化作用下分解制取氧氣。（2）焙燒過程中產生的大氣污染物是SO2，用堿液吸收時要防止倒吸，故A、B、C裝置中只能選用A、B裝置；若選用甲裝置，下層液體必是密度比水大的液態有機物（這樣可防止倒吸），因此其下層液體可選用四氯化碳。（3）配制100 mL 3 mol·L－1的鹽酸時用到的儀器有100 mL的容量瓶、量筒（量取濃鹽酸）以及燒杯、玻璃棒、膠頭滴管等。（4）依據實驗目的和流程圖可知在步驟④中加入X的目的是調節溶液的pH，使Fe3＋以Fe（OH）3沉淀的形式析出；遵循除雜不引入新雜質的原則，結合選項可知加入的X最好為CuO。（5）在整個流程中，共用到3次過濾操作，即：除流程中給出的兩次外，還有獲得產品時要過濾一次。