Question

廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源，又有利于保護環(huán)境。實驗室利用廢舊黃銅(Cu、Zn合金，含少量雜質(zhì)Fe)制備膽礬晶體(CuSO4·5H2O)及副產(chǎn)物ZnO。制備流程圖如下：

已知：Zn及化合物的性質(zhì)與Al及化合物的性質(zhì)相似，pH＞11時Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2－。下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol·L－1計算)。

	Fe3＋	Fe2＋	Zn2＋
開始沉淀的pH	1.1	5.8	5.9
沉淀完全的pH	3.0	8.8	8.9

 

請回答下列問題：

（1）試劑X可能是__________，其作用是____________________。

（2）加入ZnO調(diào)節(jié)pH=3～4的目的是____________________。

（3）由不溶物生成溶液D的化學(xué)方程式為______________________________。

（4）由溶液D制膽礬晶體包含的主要操作步驟是______________________________。

（5）下列試劑可作為Y試劑的是______。

A．ZnOB．NaOHC．Na2CO3D．ZnSO4

若在濾液C中逐滴加入鹽酸直到過量，則產(chǎn)生的現(xiàn)象是______________________________。

（6）測定膽礬晶體的純度(不含能與I－發(fā)生反應(yīng)的氧化性雜質(zhì))：準確稱取0.5000g膽礬晶體置于錐形瓶中，加適量水溶解，再加入過量KI，用0.1000mol·L－1Na2S2O3標(biāo)準溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3標(biāo)準溶液19.40mL。已知：上述滴定過程中的離子方程式如下：

2Cu2＋＋4I－2CuI(白色)↓＋I2，I2＋2S2O32－2I－＋S4O62－

①膽礬晶體的純度為_______________。

②在滴定過程中劇烈搖動(溶液不外濺)錐形瓶，則所測得的純度將會__________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。

 

Answer 1

【答案】

（1）H2O2 （新制氯水等氧化劑，其它合理答案也給分）（1分），將 Fe2+ 氧化為 Fe3+（2分）

（2）與H+ 反應(yīng)，降低H+濃度，促使Fe3+徹底水解生成 Fe(OH)3沉淀而除去。（2分）

（3）Cu+H2O2+H2SO4 =CuSO4+2H2O（2分）

（4）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、抽濾（2分）

（5）B（1分），先產(chǎn)生白色沉淀后溶解（1分）（6）①97.00% （2分）②偏高（2分）

【解析】

試題分析：（1）廢舊黃銅加足量稀硫酸，過濾，濾液中含有Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋,不溶物是銅。試劑X的作用是將Fe2＋氧化成Fe3＋，所以選擇綠色氧化劑雙氧水。

（2）加入ZnO調(diào)節(jié)pH=3～4的目的是與H+ 反應(yīng)，降低H+濃度，促使Fe3+徹底水解生成 Fe(OH)3沉淀而除去；

（3）根據(jù)不溶物是銅，目的是制備膽礬，寫出方程式Cu+H2O2+H2SO4 =CuSO4+2H2O；

（4）從溶液中分離出硫酸銅晶體應(yīng)為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、抽濾；

（5）因為pH>11，Y試劑的目的是讓Zn(OH)2全部生成[Zn(OH)4]2－，所以Y試劑選用NaOH，濾液C的主要成分是[Zn(OH)4]2－，逐滴加入鹽酸直到過量，跟AlO2－溶液中逐滴加入鹽酸直到過量進行類推，所以產(chǎn)生的現(xiàn)象是先產(chǎn)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?????

膽礬晶體的質(zhì)量 1.94×10－3mol ×250g·mol－1＝0.485g

膽礬晶體的純度為0.485g/0.5000g＝97.00%

②因為滴定過程中劇烈搖晃錐形瓶會使一部分滴定液殘留在玻璃壁上，導(dǎo)致滴定過程中消耗更多的滴定液，所以測得的純度也會偏高。

考點：本題考查化學(xué)工業(yè)流程。