Question

孔雀石的主要成分为CuCO₃?Cu（OH）₂，某同学设计从孔雀石中冶炼铜的方案如下：
（1）方案1：将它与焦炭一起加热，可以生成铜、二氧化碳、水．
①该反应的还原剂是

焦炭

．
②CuCO₃?Cu（OH）₂与焦炭物质的量之比应该为

1：1

，实际中碳要过量一些．
（2）方案2：称量m g孔雀石，加过量的稀硫酸将其溶解，过滤，将滤液分成两等份．
Ⅰ：在一份中加入铁粉，获得铜．
①与铁粉反应的离子有

Cu²⁺、H⁺

．
②观察到的实验现象为

蓝色溶液逐渐变为浅绿色，黑色粉末逐渐减少，有气泡生成，出现红色金属

．
③写出孔雀石被稀硫酸溶解的离子方程式

CuCO₃?Cu（OH）₂+4H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O

Ⅱ：另一份用来测定孔雀石中铜的含量，步骤如下：
a．在溶液中加入足量KI，发生的反应为：
2Cu²⁺+4I^-=2CuI+I₂
b． 以淀粉为指示剂，用Na₂S₂O₃溶液测定生成的 I₂，发生的反应为：
I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
用去2.0×10^-3mol/L的Na₂S₂O₃溶液V mL．
①当溶液的颜色变为

无

  色时，说明反应恰好完全
②根据以上实验，测得孔雀石中铜的质量分数是

2.56×10^-4V/m

 （以含m、V的代数式表示）

Answer 1

分析：（1）孔雀石受热发生分解：CuCO₃?Cu（OH）₂

高温  .

2CuO+CO₂↑+H₂O，由CuO炼铜，用焦炭还原发生：2CuO+C

高温  .

2Cu+CO₂↑，根据化合价升高的反应物的是还原剂；根据方程式判断CuCO₃?Cu（OH）₂与焦炭物质的量之比；
（2）根据孔雀石与稀硫酸反应：CuCO₃?Cu（OH）₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，稀硫酸过量，现象粉末逐渐溶解，溶液变为蓝色，向滤液中加入铁粉，CuSO₄和H₂SO₄都能与铁粉反应：CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄，H₂SO₄+Fe=
H₂↑+FeSO₄，现象为：有气泡生成，出现红色金属，然后解答即可；
Ⅱ：①碘遇淀粉变蓝色，故选择淀粉作指示剂，当溶液由蓝色变为无色，且半分钟颜色不再变化说明滴定到达终点；
②根据方程式建立关系式：Cu²⁺～S₂O₃²，然后求出铜元素的质量，最后求出质量百分数．

解答：解：（1）①孔雀石受热发生分解：CuCO₃?Cu（OH）₂

高温  .

2CuO+CO₂↑+H₂O，由CuO炼铜，用焦炭还原发生：2CuO+C

高温  .

2Cu+CO₂↑焦炭的化合价升高，是还原剂，故答案为：焦炭；
②由关系式CuCO₃?Cu（OH）₂～C，可知CuCO₃?Cu（OH）₂与焦炭物质的量之比1：1，故答案为：1：1；
（2）①孔雀石与稀硫酸反应：CuCO₃?Cu（OH）₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，稀硫酸过量，向滤液中加入铁粉，CuSO₄和H₂SO₄都能与铁粉反应：CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄，H₂SO₄+Fe=H₂↑+FeSO₄，与铁粉反应的离子有Cu²⁺、H⁺；
故答案为：Cu²⁺、H⁺；
②孔雀石与稀硫酸反应：CuCO₃?Cu（OH）₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，稀硫酸过量，现象粉末逐渐溶解，溶液变为蓝色，向滤液中加入铁粉，CuSO₄和H₂SO₄都能与铁粉反应：CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄，H₂SO₄+Fe=H₂↑+FeSO₄，现象为：有气泡生成，出现红色金属，
故答案为：蓝色溶液逐渐变为浅绿色，黑色粉末逐渐减少，有气泡生成，出现红色金属；
③孔雀石与稀硫酸反应：CuCO₃?Cu（OH）₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，离子方程式为：CuCO₃?Cu（OH）₂+4 H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O，
故答案为：CuCO₃?Cu（OH）₂+4 H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O；
Ⅱ：①碘遇淀粉变蓝色，故选择淀粉作指示剂，当溶液由蓝色变为无色，且半分钟颜色不再变化说明滴定到达终点，故答案为：无；
 ②Cu²⁺～S₂O₃²
    1             1
  n（Cu²⁺）      2.0×10^-3mol/L×V×10^-3L．
n（Cu²⁺）=2.0×10^-6Vmol；铜的质量2.0×10^-6Vmol×64g/mol=1.28×10^-6Vg，由于mg孔雀石，加过量的稀硫酸将其溶解，过滤，将滤液分成两等份，所以一份滤液中含有

mg

2

孔雀石，所以测得孔雀石中铜的质量分数是

1.28×10-6Vg

mg 2

×100%=2.56×10^-4V/m，
故答案为：2.56×10^-4V/m．

点评：本题考查氧化还原反应的计算，解答本题时注意反应的相关原理和方程式的书写，利用物质的量应用于化学方程式的计算解答，题目难度不大．