Question

試回答下列問題：
某課外研究小組，用含有較多雜質的銅（主要雜質為Fe），通過下列化學反應制取膽礬并回收鐵單質．請回答相關問題：

pH控制可參考下列數據：

物　質	開始沉淀時的pH	完全沉淀時的pH
氫氧化鐵	2.7	3.7
氫氧化亞鐵	7.6	9.6
氫氧化銅	5.2	6.4

（1）試劑A最好選用

a

（填字母）；a．H₂O₂　b．氯水    　c．酸性高錳酸鉀
加入試劑A以后，金屬銅也能逐漸溶解，寫出該反應的離子方程式

Cu+2H⁺+H₂O₂═Cu²⁺+2H₂O

能否用稀硝酸代替試劑A

不能

（填“能”或“不能”），原因是

引入雜質NO₃^-并且會產生污染性氣體NO

（2）Cu（OH）₂的作用是

調節溶液的pH值，使Fe³⁺離子形成沉淀

，
還可以用

CuO

（填一種試劑）代替；

不能

（填“能”或“不能”）用NaOH溶液代替？
（3）操作2中包含3個基本實驗操作，依次為

蒸發濃縮

、

冷卻結晶

和過濾；操作1以后，加硫酸調節溶液的pH=1的目的是

抑制Cu²⁺的水解

（4）如何對操作1后所得濾渣進行洗滌？簡述洗滌操作步驟

過濾后，向漏斗緩緩中加入適量蒸餾水，使液面剛好沒過濾渣，靜置，待液體流下，重復操作2-3次

．

Answer 1

分析：（1）根據H₂O₂是綠色氧化劑，在氧化過程中不引進雜質、不產生污染進行解答；酸性條件下Cu與過氧化氫發生氧化還原反應生成硫酸銅和水；一氧化氮是有毒氣體，使用硝酸還會引入新的雜質；
（2）原來溶液是酸性，加入氫氧化銅或氧化銅可以與H⁺反應，Fe（OH）₃完全沉淀，而氫氧化銅或氧化銅是固體，不會引入新的雜質；加氫氧化鈉溶液中引入氫氧根離子和鈉離子；
（3）操作II是從硫酸銅溶液中提取膽礬，溶液在蒸發結晶過程中發生水解，操作1以后，加硫酸調節溶液的pH=1，從水解平衡移動的角度分析；
（4）用水洗滌濾渣，可以洗掉固體表面的殘液，重復操作2-3次，保證洗滌干凈．

解答：解：（1）H₂O₂是綠色氧化劑，在氧化過程中被還原成水，不引進雜質、不產生污染，所以試劑A最好選用H₂O₂；酸性條件下Cu與過氧化氫發生氧化還原反應生成硫酸銅和水，反應的離子反應為H₂O₂+Cu+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；如果用稀硝酸代替試劑H₂O₂，鐵和銅分別與硝酸反應都能生成有毒氣體一氧化氮，且在溶液中引入新的雜質硝酸根離子，所以，不能用硝酸代替過氧化氫，
故答案為：a；Cu+2H⁺+H₂O₂═Cu²⁺+2H₂O；不能；引入雜質NO₃^-，并且會產生污染性其體NO；
（2）原來溶液是酸性較強，加入氫氧化銅或氧化銅可以與H⁺反應．H⁺反應后，PH增大，當PH大于3.7的時候，Fe（OH）₃完全沉淀，而Cu²⁺還沒沉淀，以Cu²⁺形式存在，而氫氧化銅或氧化銅是不溶于水的固體，不會引入新的雜質；加氫氧化鈉溶液中引入氫氧根離子和鈉離子，所以不能；
故答案為：調節溶液的pH值，使Fe³⁺離子形成沉淀；CuO； 不能；
（3）由硫酸銅溶液制得硫酸銅晶體，經過濾后加熱蒸發硫酸銅溶液，冷卻結晶后、過濾、干燥后可得純凈的硫酸銅晶體；溶液在蒸發結晶過程中發生水解，為抑制其水解，根據Cu²⁺+2H₂O Cu（OH）₂+2H⁺，操作1以后，加硫酸調節溶液的pH=1可起到抑制Cu²⁺的水解作用，
故答案為：蒸發濃縮； 冷卻結晶；抑制Cu²⁺的水解；
（4）對濾渣進行洗滌，過濾后，向漏斗緩緩中加入適量蒸餾水，使液面剛好沒過濾渣，可以洗掉固體表面的殘液，靜置，待液體流下，重復操作2-3次，保證洗滌干凈，
故答案為：過濾后，向漏斗緩緩中加入適量蒸餾水，使液面剛好沒過濾渣，靜置，待液體流下，重復操作2-3次．

點評：本題主要考查了制取膽礬并回收鐵單質，掌握化學實驗基本操作，掌握銅、鐵、過氧化氫的性質是解答的關鍵，題目難度中等．