Question

【題目】經檢測，從某工廠排出的酸性廢液中主要含Cu2+、Fe2+、Fe3+、SO42-。某同學設計了一個用廢液來提煉制取膽礬晶體（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調節(jié)溶液pH使之產生沉淀。

③過濾后將濾渣洗滌并灼燒得到產品A。

④濾液經加熱濃縮后冷卻、結晶、過濾，得到產品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_____________。（填對的序號）

①H2O2 ②HNO3 ③O3 ④Cl2

（2）加入試劑Y調pH時可用下列的_____________。（填對的序號）

①ZnO②CuCO3 ③Cu(OH)2 ④NH3·H2O

（3）寫出由濾渣灼燒得到產品A的化學方程式：________________________。

（4）加熱濃縮時最好在____________________時停止加熱。

（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溶液無渾濁現(xiàn)象

【解析】試題分析：本題考查鹽類水解的應用和基本實驗操作。

（1）根據(jù)實驗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，H2O2能將Fe2+氧化成Fe3+且不引入新雜質，反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，可以；B項，HNO3能將Fe2+氧化成Fe3+，但HNO3被還原產生大氣污染物，不可以；C項，O3能將Fe2+氧化成Fe3+且不引入新雜質，反應的離子方程式為6Fe2++O3+6H+=6Fe3++3H2O，可以；D項，Cl2能將Fe2+氧化成Fe3+，Cl2被還原成Cl-，引入雜質離子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pH的目的是：使Fe3+完全轉化成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+調節(jié)pH，但引入雜質離子Zn2+，不可以；②加入CuCO3能消耗H+調節(jié)pH，且不引入雜質，可以；③加入Cu（OH）2能消耗H+調節(jié)pH，且不引入雜質，可以；④加入NH3·H2O能消耗H+調節(jié)pH，但引入雜質離子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，反應的化學方程式為2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。

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

（5）步驟③中的濾渣Fe（OH）3上吸附可溶性CuSO4，所以洗凈的標志是洗滌液中不含CuSO4，通過檢驗洗滌液中不含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溶液無渾濁現(xiàn)象。