废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧黄铜(Cu、Zn合金,含少量杂质Fe)制备胆矾晶体(CuSO4·5H2O)及副产物ZnO。制备
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废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧黄铜(Cu、Zn合金,含少量杂质Fe)制备胆矾晶体(CuSO4·5H2O)及副产物ZnO。制备流程图如下:
已知:Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似,pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。
| Fe3+
| Fe2+
| Zn2+
| 开始沉淀的pH
| 1.1
| 5.8
| 5.9
| 沉淀完全的pH
| 3.0
| 8.8
| 8.9
| 请回答下列问题: (1)试剂X可能是__________,其作用是____________________。 (2)加入ZnO调节pH=3~4的目的是____________________。 (3)由不溶物生成溶液D的化学方程式为______________________________。 (4)由溶液D制胆矾晶体包含的主要操作步骤是______________________________。 (5)下列试剂可作为Y试剂的是______。 A.ZnO B.NaOH C.Na2CO3 D.ZnSO4 若在滤液C中逐滴加入盐酸直到过量,则产生的现象是______________________________。 (6)测定胆矾晶体的纯度(不含能与I-发生反应的氧化性杂质):准确称取0.5000g胆矾晶体置于锥形瓶中,加适量水溶解,再加入过量KI,用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液19.40mL。已知:上述滴定过程中的离子方程式如下: 2Cu2++4I-2CuI(白色)↓+I2,I2+2S2O32-2I-+S4O62- ①胆矾晶体的纯度为_______________。 ②在滴定过程中剧烈摇动(溶液不外溅)锥形瓶,则所测得的纯度将会__________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。 |
答案
(1)H2O2(新制氯水等氧化剂,其它合理答案也给分)(1分),将 Fe2+氧化为 Fe3+(2分) (2)与H+反应,降低H+浓度,促使Fe3+彻底水解生成 Fe(OH)3沉淀而除去。(2分) (3)Cu+H2O2+H2SO4 =CuSO4+2H2O(2分) (4)蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤(2分) (5)B(1分),先产生白色沉淀后溶解(1分)(6)①97.00% (2分)②偏高(2分) |
解析
试题分析:(1)废旧黄铜加足量稀硫酸,过滤,滤液中含有Fe2+、Fe3+、Zn2+,不溶物是铜。试剂X的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,所以选择绿色氧化剂双氧水。 (2)加入ZnO调节pH=3~4的目的是与H+反应,降低H+浓度,促使Fe3+彻底水解生成 Fe(OH)3沉淀而除去; (3)根据不溶物是铜,目的是制备胆矾,写出方程式Cu+H2O2+H2SO4 =CuSO4+2H2O; (4)从溶液中分离出硫酸铜晶体应为蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤; (5)因为pH>11,Y试剂的目的是让Zn(OH)2全部生成[Zn(OH)4]2-,所以Y试剂选用NaOH,滤液C的主要成分是[Zn(OH)4]2-,逐滴加入盐酸直到过量,跟AlO2-溶液中逐滴加入盐酸直到过量进行类推,所以产生的现象是先产生白色沉淀后溶解; (6)①2 CuSO4·5H2O ~ 2Cu2+ ~ I2 ~ 2S2O32- 1.94×10-3mol 19.40mL×10-3×0.1000mol·L-1 胆矾晶体的质量 1.94×10-3mol ×250g·mol-1=0.485g 胆矾晶体的纯度为0.485g/0.5000g=97.00% ②因为滴定过程中剧烈摇晃锥形瓶会使一部分滴定液残留在玻璃壁上,导致滴定过程中消耗更多的滴定液,所以测得的纯度也会偏高。 |
举一反三
下列有关铁、铝的冶炼的说法中,正确的是 ( )A.冶金工业中,金属铁的冶炼主要采用电解法 | B.炼铁过程中铁的氧化物被焦炭还原生成单质铁,电解冶炼铝的过程中,阳极生成铝单质,阴极生成氧气 | C.炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、生石灰和空气,电解冶炼铝的原料是氧化铝和冰晶石 | D.铁、铝冶炼设备分别是炼铁高炉和铝电解槽 |
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硫酸厂有一辆存放过浓硫酸的铁槽车。某工人违反规程,边吸烟边用水冲洗铁槽车,结果发生了爆炸。下列对引起爆炸的原因说法正确的是 ( )A.浓硫酸遇明火爆炸 | B.浓硫酸遇水发热爆炸 | C.铁与水(常温下)反应产生的氧化物爆炸 | D.稀释后的硫酸与铁反应产生的氢气在空气中遇明火而爆炸 |
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天然海水中主要含有Na+、K+,Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42—、Br-、CO32—、HCO3—等离子,火力发电燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫,其工艺流程如下图所示:
下列说法错误的是 ( )A.天然海水pH≈8的原因是海水中的CO32—、HCO3—水解 | B.“氧化”是利用氧气将H2SO3、HSO3—、SO32—等氧化生成SO42— | C.“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸 | D.“排放”出来的海水中SO42—的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同 |
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下列说法中,不正确的是 ( )A.煮沸暂时硬水后,水的硬度一定降低 | B.硬水中加入适量石灰水后,由于生成Mg(OH)2、CaCO3沉淀,水就软化了 | C.永久硬水主要是由含有Ca2+、Mg2+的硫酸盐和氯化物形成的,加热煮沸是不能软化的 | D.如果用HR型离子交换树脂软化硬水,则发生的交换反应可以表示为Ca2++2HR=CaR2+2H+ |
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下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是( )A.在接触室中使用铁粉作催化剂 | B.在接触室中运用热交换技术可充分利用能源 | C.把硫铁矿磨成细粉末,可以提高原料的利用率 | D.该反应采用450~500°C主要是因为该温度下催化剂活性好 |
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