时间:2017-04-04 09:52:16
填空题 某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染，设计如下工艺流程：
（1）酸浸后加入H2O2的目的是?。调pH步骤中加入的试剂最好是?（填化学式）。实验室进行过滤操作所用到的玻璃仪器有?。
（2）煮沸CuSO4溶液的原因是?。向CuSO4溶液中加入一定量的NaCl、Na2SO3，可以生成白色的CuCl沉淀，写出该反应的化学方程式?。
（3）CuCl产品中CuCl的质量分数大于96．50%为国家合格标准。称取所制备的CuCl样品0．2500g置于一定量的0．5mol·L-1FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol·L-1的Ce（SO4）2溶液滴定，到达终点时消耗Ce（SO4）2溶液24．60mL。有关的化学反应为：
Fe3＋＋CuCl＝Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－，Ce4＋＋Fe2＋＝Fe3＋＋Ce3＋。通过计算说明该CuCl样品?（填“符合”或“不符合”）国家标准。
（4）25℃时，KSP [Fe（OH）3]= 4.0×10-38。Fe3+发生水解反应Fe3＋＋3H2O
Fe(OH)3＋3H＋，该反应的平衡常数为?。
填空题 某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染，设计如下工艺流程：
（1）酸浸后加入H2O2的目的是?。调pH步骤中加入的试剂最好是?（填化学式）。实验室进行过滤操作所 用到的玻璃仪器有?。
（2）煮沸CuSO4溶液的原因是?。向CuSO4溶液中加入一定量的NaCl、Na2SO3，可以生成白色的CuCl沉淀，写出该反应的化学方程式?。
（3）CuCl产品中CuCl的质量分数大于96．50%为国家合格标准。称取所制备的CuCl样品0．2500g置于一定量的0．5mol·L-1FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol·L-1的Ce（SO4）2溶液滴定，到达终点时消耗Ce（SO4）2溶液24．60mL。有关的化学反应为：
Fe3＋＋CuCl＝Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－，Ce4＋＋Fe2＋＝Fe3＋＋Ce3＋。通过计算说明该CuCl样品?（填“符合”或“不符合”）国家标准。
（4）25℃时，KSP [Fe（OH）3]= 4.0×10-38。Fe3+发生水解反应Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，该反应的平衡常数为?。
本题答案：（14分）（1）将Fe2+氧化成Fe3＋，便于调整pH值与Cu2+分离（2分）；
CuO或Cu(OH)2、CuCO3等（2分）；漏斗、烧杯、玻璃棒（2分）
（2）除净溶液中的H2O2，避免影响下一步CuCl的生成（2分）
2CuSO4＋2NaCl＋Na2SO3＋H2O＝2CuCl↓＋2Na2SO4＋H2SO4（2分）
（3）符合（2分）?（4）2.5×10－5（2分）
本题解析：（1）电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物，酸浸后主要是溶解铜、铁等金属化合物。双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Fe2+具有还原性，酸浸后加入H2O2，Fe2+能被双氧水氧化为Fe3＋，便于调整pH值与Cu2+分离；在调整pH步骤中加入的试剂是用来除去溶液中的酸，且不能引进新的杂质，所以要加入的试剂可以是CuO或Cu(OH)2或CuCO3；根据表中数据可知，当溶液的pH值4.4时，铜离子开始出现沉淀，当溶液的pH值为3.2时，三价铁离子沉淀完全，铜离子未产生沉淀，所以要使三价铁离子和铜离子分离，溶液的pH应该是3.2≤pH＜4.4.生成的氢氧化铁沉淀可以通过过滤实现分离，过滤操用到的仪器有铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒等；其中属于玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒。
（2）反应中过氧化氢是过量的，过氧化氢均有氧化性，如果不除去会影响CuCl的生成。双氧水受热易分解，所以煮沸CuSO4溶液的原因是除净溶液中的H2O2，避免影响下一步CuCl的生成；因为CuSO4中＋2价的铜能把Na2SO3中＋4价的硫氧化成＋6价的硫，而＋2价的铜被还原生成＋1价的铜，进而生成CuCl沉淀，所以该反应的化学方程式为2CuSO4＋2NaCl＋Na2SO3＋H2O＝2CuCl↓＋2Na2SO4＋H2SO4。
（3）设样品中CuCl的质量为x，有关的化学反应为Fe3＋＋CuCl＝Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－，Ce4＋＋Fe2＋＝Fe3＋＋Ce3＋，则由化学反应方程式可知：CuCl～～～Fe2+～～～Ce4+?
1?1
n(CuCl)?24.60×10-3L×0.1000?mol/L
解得?n(CuCl)＝24.60×10-3L×0.1000?mol/L＝2.46×10-3mol
所以该样品CuCl的质量为2.46×10-3mol×99.5g/mol＝0.2448g
所以样品中CuCl的质量分数＝
×100%＝97.91%＞96.50%，所以该样品中CuCl的质量分数符合标准。
（4）KSP [Fe(OH)3]＝c(Fe3+)×c3(OH-)＝4.0×10-38。c(H+)＝
，因此反应Fe3＋＋3 H2OFe(OH)3＋3H＋的平衡常数K＝
＝
＝2.5×10-5。
本题所属考点：【物质的分离、提纯】
本题难易程度：【困难】