Question

【題目】經(jīng)檢測(cè)，從某工廠(chǎng)排出的酸性廢液中主要含Cu2+、Fe2+、Fe3+、SO42-。某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用廢液來(lái)提煉制取膽礬晶體（CuSO4·5H2O）和鐵紅（Fe2O3）的方案。其主要步驟如下：

①首先向該廢液中加入適量的試劑X使之充分作用。

②然后向該溶液中加入適量的試劑Y調(diào)節(jié)溶液pH使之產(chǎn)生沉淀。

③過(guò)濾后將濾渣洗滌并灼燒得到產(chǎn)品A。

④濾液經(jīng)加熱濃縮后冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾，得到產(chǎn)品B。

已知：將Cu2+、Fe2+、Fe3+、完全沉淀為氫氧化物所需的pH分別為6.4、9.6、3.7。

（1）試劑X可以是下列的_____________。（填對(duì)的序號(hào)）

①H2O2 ②HNO3 ③O3 ④Cl2

（2）加入試劑Y調(diào)pH時(shí)可用下列的_____________。（填對(duì)的序號(hào)）

①ZnO②CuCO3 ③Cu(OH)2 ④NH3·H2O

（3）寫(xiě)出由濾渣灼燒得到產(chǎn)品A的化學(xué)方程式：________________________。

（4）加熱濃縮時(shí)最好在____________________時(shí)停止加熱。

（5）判斷步驟③中濾渣洗滌干凈的方法是_______________________。

Answer 1

【答案】 ①③ ②③ 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 出現(xiàn)少量固體 取最后一次洗滌液，滴加BaCl2溶液無(wú)渾濁現(xiàn)象

【解析】試題分析：本題考查鹽類(lèi)水解的應(yīng)用和基本實(shí)驗(yàn)操作。

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案的目的是制取膽礬晶體和鐵紅，所以加入試劑X的目的是將廢液中的Fe2+氧化成Fe3+。A項(xiàng)，H2O2能將Fe2+氧化成Fe3+且不引入新雜質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，可以；B項(xiàng)，HNO3能將Fe2+氧化成Fe3+，但HNO3被還原產(chǎn)生大氣污染物，不可以；C項(xiàng)，O3能將Fe2+氧化成Fe3+且不引入新雜質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為6Fe2++O3+6H+=6Fe3++3H2O，可以；D項(xiàng)，Cl2能將Fe2+氧化成Fe3+，Cl2被還原成Cl-，引入雜質(zhì)離子Cl-，不可以；答案選①③。

（2）根據(jù)Cu2+、Fe3+完全沉淀為氫氧化物所需的pH分別為6.4、3.7，加入試劑Y調(diào)pH的目的是：使Fe3+完全轉(zhuǎn)化成Fe（OH）3，Cu2+不形成沉淀，從而將Fe（OH）3與CuSO4溶液分離。在溶液中存在水解平衡：Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，①加入ZnO能消耗H+調(diào)節(jié)pH，但引入雜質(zhì)離子Zn2+，不可以；②加入CuCO3能消耗H+調(diào)節(jié)pH，且不引入雜質(zhì)，可以；③加入Cu（OH）2能消耗H+調(diào)節(jié)pH，且不引入雜質(zhì)，可以；④加入NH3·H2O能消耗H+調(diào)節(jié)pH，但引入雜質(zhì)離子NH4+，不可以；答案選②③。

（3）依據(jù)上述分析，所得濾渣為Fe（OH）3，Fe（OH）3灼燒得Fe2O3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。

（4）加熱濃縮時(shí)最好在出現(xiàn)少量固體（或出現(xiàn)晶膜）時(shí)停止加熱。

（5）步驟③中的濾渣Fe（OH）3上吸附可溶性CuSO4，所以洗凈的標(biāo)志是洗滌液中不含CuSO4，通過(guò)檢驗(yàn)洗滌液中不含SO42-判斷洗滌干凈。判斷步驟③中濾渣洗滌干凈的方法是：取最后一次洗滌液，滴加BaCl2溶液無(wú)渾濁現(xiàn)象。