Question

【題目】某興趣小組用只含有銅、鋁、鐵的工業(yè)廢料來(lái)制備硫酸銅和硫酸鋁晶體，實(shí)驗(yàn)流程如下：

請(qǐng)回答：

(1)寫出步驟Ⅲ中氣體B與O2(足量)通入NaOH溶液中反應(yīng)的化學(xué)方程式______。

(2)步驟Ⅳ蒸發(fā)濃縮的具體操作是________。

(3)下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)說法正確的是________。(填編號(hào))

A．減壓過濾使用的濾紙，為確保把所有的孔都覆蓋住，應(yīng)使濾紙大于布氏漏斗內(nèi)徑

B．為得到純凈的硫酸鋁晶體，采用加熱烘干的方式干燥

C．步驟Ⅵ洗滌沉淀時(shí)，關(guān)小抽氣泵，向布氏漏斗中加冰水沒過沉淀，并用玻璃棒攪拌

D．步驟Ⅴ為得到較大的硫酸銅晶體顆粒，可投入幾粒晶種并減緩溶液冷卻速度

(4)H2O2濃度對(duì)反應(yīng)速率有影響。通過下圖所示裝置將少量30% H2O2溶液濃縮至40%，B處應(yīng)增加一個(gè)設(shè)備，該設(shè)備的作用是____。

(5)為測(cè)定實(shí)驗(yàn)所得硫酸鋁晶體的純度，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：

步驟一：取晶體試樣a g溶于20 mL水中，加適量醋酸—醋酸銨緩沖溶液，再加入過量的c1mol·L-1EDTA溶液V1mL，充分反應(yīng)后稀釋至250 mL。

步驟二：取25.00 mL上述稀釋液，滴加指示劑，用c2mol·L-1ZnCl2溶液滴定過量的EDTA，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)消耗V2mL ZnCl2溶液。

已知：M［Al2(SO4)3·18H2O]＝666 g·mol -1，EDTA分別能與Al3＋或Zn2＋以物質(zhì)的量之比1∶1進(jìn)行反應(yīng)。

①在步驟二取上述稀釋液25.00 mL于錐形瓶中，有下圖所示操作(手持部分省略)，其中正確的是____。(填編號(hào))取溶液所用儀器的名稱是____

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算該試樣中Al2(SO4)3·18H2O的純度為____(用含字母的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】4NO+3O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O 將溶液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿，加熱至溶液表面出現(xiàn)晶膜，停止加熱 D 減壓，減少H2O2的分解 D 移液管

【解析】

該實(shí)驗(yàn)是利用含有銅、鋁、鐵的工業(yè)廢料來(lái)制備硫酸銅和硫酸鋁晶體，首先銅、鋁、鐵與足量稀硫酸反應(yīng)后得到硫酸鋁，硫酸亞鐵和銅，濾渣A是銅，銅與稀硫酸，稀硝酸加熱條件下生成硫酸銅，一氧化氮等，一氧化氮和氧氣、氫氧化鈉共同反應(yīng)生成硝酸鈉和水，硫酸銅經(jīng)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到硫酸銅晶體，濾液A是硫酸鋁和硫酸亞鐵，經(jīng)過氧化氫，調(diào)節(jié)PH值后，得到濾渣D是氫氧化鐵，濾液D是硫酸鋁溶液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌后得到硫酸鋁晶體，據(jù)此分析。

EDTA分別能與Al3＋或Zn2＋以物質(zhì)的量之比1∶1進(jìn)行反應(yīng)，則根據(jù)過量EDTA消耗的ZnCl2的物質(zhì)的量，計(jì)算出與Al3＋反應(yīng)的EDTA的物質(zhì)的量，從而計(jì)算Al2(SO4)3·18H2O的物質(zhì)的量，再計(jì)算其純度；

(1)步驟Ⅲ中氣體B是一氧化氮，與O2(足量)反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮與NaOH溶液反應(yīng)生成硝酸鈉和水，總反應(yīng)的化學(xué)方程式：4NO+3O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O；

(2)步驟Ⅳ蒸發(fā)濃縮的具體操作是：將溶液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿，加熱至溶液表面出現(xiàn)晶膜，停止加熱；

(3) A．減壓過濾使用的濾紙，為確保把所有的孔都覆蓋住，濾紙應(yīng)剪成比布氏漏斗內(nèi)徑略小，若使濾紙大于布氏漏斗內(nèi)徑會(huì)貼的不緊，影響過濾效果，故A錯(cuò)誤；

B．為得到純凈的硫酸鋁晶體，不能采用加熱烘干的方式干燥，會(huì)促進(jìn)鋁離子的水解，使產(chǎn)率降低，故B錯(cuò)誤；

C．步驟Ⅵ洗滌沉淀時(shí)，關(guān)小抽氣泵，向布氏漏斗中加冰水沒過沉淀，不能用玻璃棒攪拌，會(huì)損壞濾紙，影響過濾效果，故C錯(cuò)誤；

D．步驟Ⅴ為得到較大的硫酸銅晶體顆粒，可投入幾粒晶種并減緩溶液冷卻速度，故D正確；

答案選D。

(4)過氧化氫受熱易分解，故采用減壓蒸餾的方式，則B處增加一個(gè)減壓設(shè)備，減少H2O2的分解；

(5)①圖中所用的儀器是移液管，將移液管放入接受溶液的容器中，使出口尖端靠著容器內(nèi)壁，容器稍傾斜，移液管則保持垂直，放開食指，使溶液沿容器內(nèi)壁自然流下，待移液管內(nèi)溶液洗凈后，再等待15秒，取出移液管，留在管口的少量液體不要吹出，正確的操作選D，取溶液所用儀器的名稱是移液管；

②取25.00 mL上述稀釋液，滴加指示劑，用c2 mol·L-1 ZnCl2溶液滴定過量的EDTA，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)消耗V2 mL ZnCl2溶液，可知過量的EDTA的物質(zhì)的量為c2V2×103mol×=10c2V2×103mol，Al3+的物質(zhì)的量為c1V1×103mol10c2V2×103mol，該試樣中Al2(SO4)3·18H2O的純度為。