Question

【題目】某工廠的電鍍污泥中含有銅、鐵等金屬化合物。為實(shí)現(xiàn)資源的回收利用并有效防止環(huán)境污染,設(shè)計(jì)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步驟中加入的試劑最好是 (填化學(xué)式)。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過濾操作所用到的玻璃儀器有 、 、 。

（2）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(xué)方程式 。

（3）Fe3+發(fā)生水解反應(yīng)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 。

（4）稱取所制備的CuCl樣品0.250 0 g置于一定量的0.5 mol·L-1FeCl3溶液中,待樣品完全溶解后,加水20 mL,用0.100 0 mol·L-1的Ce(SO4)2溶液滴定,到達(dá)終點(diǎn)時(shí)消耗Ce(SO4)2溶液25.00 mL。有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)為Fe3++CuCl=Fe2++Cu2++Cl-,Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+。計(jì)算該CuCl樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 。

Answer 1

【答案】（1）將Fe2+氧化成Fe3+，便于調(diào)整pH使其與Cu2+分離 CuO[或Cu(OH)2等]

漏斗、燒杯、玻璃棒

（2）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

（3）K＝，

（4）99.50%

【解析】

試題分析：（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(qiáng)氧化性，能氧化具有還原性的物質(zhì)，F(xiàn)e2+ 具有還原性，酸浸后加入H2O2，F(xiàn)e2+ 能被雙氧水氧化為鐵離子，便于調(diào)整pH值與Cu2+ 分離；調(diào)整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(jìn)新的雜質(zhì)，所以要加入CuO或Cu(OH)2 或CuCO3；要使三價(jià)鐵離子和銅離子分離，過濾操作用到的儀器有鐵架臺(tái)、漏斗、燒杯、玻璃棒等；其中屬于玻璃儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒；

（2）過氧化氫性質(zhì)比較穩(wěn)定，若加熱到153℃便猛烈的分解為水和氧氣，將溶液中過量的H2 O2 除去可加熱至沸避免影響下一步CuCl的生成；因?yàn)镃uSO4 中+2價(jià)的銅能把Na2SO3 中+4價(jià)的硫氧化成+6價(jià)的硫，向CuSO4 溶液中加入一定量的NaCl、Na2SO3 時(shí)生成白色的CuCl沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2CuSO4+2NaCl+ Na2SO3+H2O＝2CuCl↓+2Na2SO4+H2SO4；

（3）化學(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)各生成物濃度冪指數(shù)的乘積與個(gè)反應(yīng)物濃度的冪指數(shù)乘積的比。因此該水解反應(yīng)飛平衡常數(shù)K＝。

（4）由方程式可得關(guān)系式為CuCl～Fe2＋～Ce4＋。n(Ce4＋)＝n(CuCl)＝c·V＝0.1000mol/L ×0.025L＝2.5×10-3mol，所以m＝n·M＝2.5×10-3mol×99.5＝0.24875g，所以該CuCl樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%＝99.50%。