【題目】垃圾分類正在全國(guó)逐漸推廣,垃圾資源化是可持續(xù)、綠色發(fā)展的重要途徑。由金屬?gòu)U料(主要含鐵、銅和它們的氧化物)制得堿式碳酸銅和摩爾鹽[(NH4)2SO4·FeSO4·xH2O]的工藝流程如下圖所示:

已知:Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38 ,Ksp[Cu(OH)2]= 2.2×10-21,一般認(rèn)為某離子濃度小于或等于10-5mol/L時(shí),該離子轉(zhuǎn)化或去除完全。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1)熱純堿的作用是_______________,H2O2的電子式為___________。

2)調(diào)pH步驟可選用的試劑為______________

A.CuO B.Cu(OH)2 C.Fe2O3 D.Fe(OH)3

3)若所得溶液中c(Cu2+)=0.22 mol·L-1,則需要調(diào)節(jié)的pH范圍是_______________

4)溶液1經(jīng)過(guò)加熱、蒸發(fā)至溶液中出現(xiàn)晶體時(shí),自然冷卻即可得到晶體,然后抽濾,用酒精洗滌晶體,酒精洗滌的目的是____________________________________。

5)寫(xiě)出該流程中生成堿式碳酸銅的離子方程式________________________________

6)取3.92g摩爾鹽產(chǎn)品,在隔絕空氣的條件下加熱至135°C時(shí)完全失去結(jié)晶水,此時(shí)固體質(zhì)量為2.84g,則該摩爾鹽結(jié)晶水個(gè)數(shù)x=________。

【答案】去除廢料表面的油污 AB 34 除去晶體表面水分 2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2HCO3-(2Cu2++2CO32-+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑) 6

【解析】

加入熱的純堿液,金屬?gòu)U料(主要含鐵、銅和它們的氧化物)中的主要成分都不發(fā)生反應(yīng),所以熱的純堿液的作用只能是去除油污;加入H2SO4、H2O2,鐵及氧化物溶解并轉(zhuǎn)化為Fe3+,銅及氧化物溶解生成Cu2+;調(diào)pHFe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,用硫酸溶解生成硫酸鐵,再加入還原鐵粉轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵,加入硫酸銨最后得摩爾鹽。濾液中含有Cu2+,加入Na2CO3溶液發(fā)生雙水解反應(yīng)生成Cu2(OH)2CO3。

(1)由以上分析可知,利用熱的純堿溶液水解使溶液呈較強(qiáng)的堿性,從而達(dá)到去除油污的目的,其作用是去除廢料表面的油污,H2O2為共價(jià)化合價(jià),既存在O—H共價(jià)鍵,又存在O—O共價(jià)鍵,其電子式為。答案為:去除廢料表面的油污;;

(2)調(diào)pH的目的,是將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,同時(shí)不引入新的雜質(zhì),可選擇CuOCu(OH)2,所以可選用的試劑為AB,故答案為:AB;

(3)Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38,c(Fe3+)=10-5mol/L,c(OH-)=10-11mol/LpH=3;若所得溶液中c(Cu2+)=0.22mol·L-1,利用Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,可求得c(OH-)=mol/L,pH=-lg(10-4)=4,則需要調(diào)節(jié)的pH范圍是3~4,故答案為:3~4;

(4)自然冷卻即可得到晶體,然后抽濾;防烘干時(shí)晶體易失去結(jié)晶水,所以不能采用烘干的方法,而應(yīng)用酒精洗滌晶體,酒精洗滌的目的是除去晶體表面水分,故答案為:除去晶體表面水分;

(5)該流程中Cu2+,加入Na2CO3溶液,利用部分離子發(fā)生雙水解反應(yīng)生成Cu2(OH)2CO3,離子方程式為2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2HCO3-(2Cu2++2CO32-+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑),故答案為:2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2HCO3-(2Cu2++2CO32-+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑)

(6)m[(NH4)2SO4·FeSO4]= 2.84g,n[(NH4)2SO4·FeSO4]==0.01mol,m(H2O)= 3.92g-2.84g=1.08g,n(H2O)==0.06mol,則該摩爾鹽結(jié)晶水個(gè)數(shù)x==6,故答案為:6

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1)穩(wěn)定性探究(裝置如圖)

分解原理:2Na2S2O82Na2SO42SO3O2。

此裝置有明顯錯(cuò)誤之處,請(qǐng)改正:______________________,水槽冰水浴的目的是____________________;帶火星的木條的現(xiàn)象_______________

2)過(guò)硫酸鈉在酸性環(huán)境下,在Ag的催化作用下可以把Mn2氧化為紫紅色的離子,所得溶液加入BaCl2可以產(chǎn)生白色沉淀,該反應(yīng)的離子方程式為______________________,該反應(yīng)的氧化劑是______________,氧化產(chǎn)物是________

3)向上述溶液中加入足量的BaCl2,過(guò)濾后對(duì)沉淀進(jìn)行洗滌的操作是___________________________。

4)可用H2C2O4溶液滴定產(chǎn)生的紫紅色離子,取20mL待測(cè)液,消耗0.1mol·L1H2C2O4溶液30mL,則上述溶液中紫紅色離子的濃度為______mol·L1,若Na2S2O8有剩余,則測(cè)得的紫紅色離子濃度將________(偏高”“偏低不變”)。

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