Question

【題目】某工廠的電鍍污泥中含有銅、鐵等金屬化合物。為實現(xiàn)資源的回收利用并有效防止環(huán)境污染，設(shè)計如下工藝流程：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2
開始沉淀的pH	2.3	7.6	4.4
完全沉淀的pH	3.2	9.7	6.4

（1）酸浸后加入H2O2的目的是________________，調(diào)pH的最適宜范圍為________________。

（2）調(diào)pH過程中加入的試劑最好是___________。

A. NaOH B. CuO C.NH3·H2O D.HCl

（3）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，寫出該反應(yīng)的化學方程式_________。

（4）過濾后的沉淀表面通常附著有一些雜質(zhì)離子，為得到純凈產(chǎn)物，需要進行洗滌，確定沉淀洗滌干凈的操作及現(xiàn)象是_________。

（5）稱取所制備的CuCl樣品0.2500g置于一定量的0.5mol·L-1FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加水20mL，用0.1000 mol·L-1的Ce(SO4)2溶液滴定，到達終點時消耗Ce(SO4)2溶液25.00mL。有關(guān)的化學反應(yīng)為Fe3++CuCl=Fe2++Cu2++Cl-，Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+。計算該CuCl樣品的質(zhì)量分數(shù)__________。

Answer 1

【答案】 將Fe2+氧化成Fe3＋，便于調(diào)整pH值與Cu2+分離 3.2-4.4 B 除凈溶液中的H2O2，避免影響下一步CuCl的生成 2CuSO4＋2NaCl＋Na2SO3＋H2O＝2CuCl↓＋2Na2SO4＋H2SO4 取最后一次洗滌液，加入BaCl2溶液，如出現(xiàn)白色沉淀，未洗滌干凈，反之洗滌干凈 99.50%

【解析】（1）電鍍污泥中含有銅、鐵等金屬化合物，酸浸后主要是溶解銅、鐵等金屬化合物，雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質(zhì)，Fe2+具有還原性，酸浸后加入H2O2，Fe2+能被雙氧水氧化為高價離子，便于調(diào)整pH值與Cu2+分離，調(diào)pH步驟中加入的試劑最好是加入某種物質(zhì)除去溶液中的酸且不引進新的雜質(zhì)，所以要加入氧化銅或氫氧化銅或碳酸銅，當溶液的pH值4.4時，銅離子開始出現(xiàn)沉淀，當溶液的pH值為3.2時，三價鐵離子沉淀完全，銅離子未產(chǎn)生沉淀，從而使三價鐵離子和銅離子分離，因此調(diào)pH的最適宜范圍為3.2～4.4；（2）根據(jù)以上分析可知調(diào)pH過程中加入的試劑最好是氧化銅，答案選B；（3）過氧化氫加熱分解為水和氧氣，將溶液中過量的H2O2除去可避免影響下一步CuCl的生成；因為CuSO4中+2價的銅能把Na2SO3中+4價的硫氧化成+6價的硫，向CuSO4溶液中加入一定量的NaCl、Na2SO3時生成白色的CuCl沉淀，反應(yīng)的化學方程式為2CuSO4＋2NaCl＋Na2SO3＋H2O＝2CuCl↓＋2Na2SO4＋H2SO4；（4）過濾后的沉淀表面通常附著有硫酸根離子，因此確定沉淀洗滌干凈的操作及現(xiàn)象是取最后一次洗滌液，加入BaCl2溶液，如出現(xiàn)白色沉淀，未洗滌干凈，反之洗滌干凈；（4）設(shè)樣品中CuCl的質(zhì)量為x，有關(guān)的化學反應(yīng)為：Fe3++CuCl＝Fe2++Cu2++Cl-，Ce4++Fe2+＝Fe3++Ce3+，則由化學反應(yīng)方程式可知：

CuCl～～～Fe2+～～～Ce4+

1 1

n（CuCl） 25.00×10-3L×0.1000 mol/L

所以n（CuCl）=2.50×10-3mol，則該樣品CuCl的質(zhì)量為2.50×10-3mol×99.5g/mol＝0.24875g，所以0.2500g該樣品CuCl的質(zhì)量分數(shù)為0.24875g/0.2500g×100%=99.50%。