Question

粗CuO是將工業(yè)廢銅、廢銅合金等高溫焙燒而成的，雜質(zhì)主要是鐵的氧化物及泥沙．以粗CuO為原料制備膽礬的主要流程如下：

已知Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺轉(zhuǎn)化為相應(yīng)氫氧化物時，開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表：

	Fe3+	Fe2+	Cu2+
開始沉淀時的pH	2.7	7.6	5.2
完全沉淀時的pH	3.7	9.6	6.4

（1）加入3% H₂O₂之前必須進行操作Ⅱ，操作Ⅱ的名稱是

 

；
H₂O₂參加反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）加稀氨水調(diào)節(jié)pH的目的是

 

，pH應(yīng)調(diào)至

 

范圍．
下列物質(zhì)可用來替代稀氨水的是

 

①NaOH   ②Fe₂O₃  ③CuO    ④Na₂CO₃
（3）經(jīng)操作Ⅰ得到粗膽礬，操作Ⅲ得到精致膽礬．兩步操作相同，具體包括

 

、

 

、過濾、

 

、干燥等步驟．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：以粗CuO為原料制備膽礬的主要流程：將粗銅溶解，過濾，得到難溶物質(zhì)：氧化銅、鐵的氧化物等；加入硫酸溶解，得到硫酸銅、硫酸鐵以及硫酸亞鐵的混合液以及不容雜質(zhì)，過濾，得到含有銅離子、鐵離子以及亞鐵離子的水溶液，向其中加入雙氧水，可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，加稀氨水調(diào)節(jié)pH，
，讓鐵離子全部沉淀，過濾得到的濾液是硫酸銅溶液，加入硫酸蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，可以得到膽礬晶體．
（1）過氧化氫不穩(wěn)定，受熱易分解，F(xiàn)e²⁺可被過氧化氫氧化為Fe³⁺，據(jù)此回答；
（2）調(diào)節(jié)溶液的pH目的是使鐵離子全部沉淀，銅離子不沉淀，依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析可知pH應(yīng)為：3.7～5.2；
（3）根據(jù)溶液得到晶體的方法：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，洗滌、干燥．

解答： 解：以粗CuO為原料制備膽礬的主要流程：將粗銅溶解，過濾，得到難溶物質(zhì)：氧化銅、鐵的氧化物等；加入硫酸溶解，得到硫酸銅、硫酸鐵以及硫酸亞鐵的混合液以及不容雜質(zhì)，過濾，得到含有銅離子、鐵離子以及亞鐵離子的水溶液，向其中加入雙氧水，可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，加稀氨水調(diào)節(jié)pH，
，讓鐵離子全部沉淀，過濾得到的濾液是硫酸銅溶液，加入硫酸蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，可以得到膽礬晶體．
（1）過氧化氫不穩(wěn)定，受熱易分解，故加入過氧化氫前需使溶液冷卻，F(xiàn)e²⁺可被過氧化氫氧化為Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：使溶液冷卻（防止H₂O₂分解）；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）向溶液中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液的pH目的是使鐵離子全部沉淀，銅離子不沉淀，依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析可知pH應(yīng)為：3.7～5.2，且盡量不引入新的雜質(zhì)，則可用氫氧化銅、氧化鐵或碳酸銅代替，不能夠用氫氧化鈉或碳酸鈉，易引入雜質(zhì)，
故答案為：使Fe³⁺完全轉(zhuǎn)變成Fe（OH）₃沉淀；3.7～5.2；②③；
（3）操作Ⅰ得到粗膽礬，操作Ⅲ得到精致膽礬，兩步操作包括．蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾，洗滌、干燥，故答案為：蒸發(fā)濃縮；降溫結(jié)晶；洗滌．

點評：本題考查物質(zhì)的制備實驗方案的設(shè)計，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰�和計算能力的考查，為高考常見題型，注意根據(jù)流程圖把握實驗的原理和操作方法，難度不大．