题目内容
【题目】以冶铜工厂预处理过的污泥渣(主要成分为 CuO 和 Cu)为原料制备 CuSO45H2O 晶体的流程如下 ：
已知：①CuO在氨水作用下可以生成 Cu(NH3)4(OH)2
②CuSO45 H2O 加热到 4 5℃时开始失水。
请回答:
(1)步骤 l 中，空气的主要作用是____。
(2)下列关于步骤II说法不正确的是____。
A.操作 1 可选择倾析法过滤， 玻璃棒的作用是： 先搅拌， 再引流
B.操作 1 应趁热过滤， 要防止液体 1 中的溶质因冷却而析出
C.操作 1 为抽滤，在加入需抽滤的物质时，用玻璃棒引流液体， 玻璃棒底端需紧贴在滤纸上
D.抽滤时，布氏漏斗的底部斜口面需正对抽滤瓶的抽气口处， 是为了提高抽滤的速率
(3)液体 1 通过步骤 III 与步骤IV可得到CuSO45 H2O 晶体 。
①蒸氨过程的生成物均是由两种元素组成的化合物， 则除氨外其余产物的化学式为_____。
②步骤IV中包含多步操作， 将下列步骤按正确的步骤排序(必要时步骤可重复选)。_____→得到固体物质→ ____ →将液体放于蒸发皿中加热→ ____→_____→_____→_____ →得到晶体
a.过滤 b.用玻璃棒不断搅拌溶液 c.用足量稀硫酸溶解固体 d.停止加热 e.至溶液表面析出晶膜
(4)步骤1中分别选用氨水、氨水－碳酸铵混合溶液氨浸时， 铜元素回收率随温度变化如图所示。
①浸取液为氨水时，反应温度控制为 55℃，温度过高铜元素回收率降低的原因是_______。
②浸取液为氨水一碳酸铵混合溶液时，铜元素回收率受温度影响较小的原因可能是______。
(5)为了提高 CuSO4晶体的产率， 实验室还采用以下方法： 将CuSO4 溶液转移至蒸馏烧瓶中， 加入适量冰醋酸， 通过下图所示的装置获取晶体。
①加入适量乙酸的目的是：_____。
②图中接真空泵的作用是：______。
【答案】氧化污泥中的铜单质 ABCD ①CuO、H2O a c b e d a 温度过高 ， 导致氨水浓度降低 溶液中除了一水合氨外， 还有大量的
存在 ， 存在水解平衡， 温度变化时， 因平衡发生移动， NH3H2O浓度变化程度小 调节溶液pH, 防止形成碱性物质(碱式盐或氢氧化铜)或抑制水解 抽气，减压， 防止蒸发溶剂时温度过高而使晶体失水
【解析】
污泥渣中Cu和CuO、氧气、氨水可以生成Cu(NH3)4(OH)2，过滤除去难溶固体，蒸氨过程的生成物均是由两种元素组成的化合物，则除氨外其余产物是氧化铜、水；氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，可得CuSO45H2O晶体；
(1)步骤 l 中，Cu和氧气、氨水反应生成Cu(NH3)4(OH)2，空气的主要作用是氧化污泥中的铜单质；
(2) A.操作 1 可选择倾析法过滤，倾析法可以避免沉淀过早堵塞滤纸小孔而影响过滤速度， 为使大多数固体留在烧杯中，不用玻璃棒搅拌烧杯中的液体，故A错误；
B.温度越高，氨气的溶解度越小，故B错误；
C.操作 1 为抽滤，在加入需抽滤的物质时，使抽滤的物质匀分布在整个滤纸面上，故C错误；
D.抽滤时，布氏漏斗的底部斜口面需正对抽滤瓶的抽气口处，防止布氏漏斗下端液体被吸进减压水泵里，故D错误；
选ABCD；
(3)①蒸氨过程的生成物均是由两种元素组成的化合物， 根据元素守恒，则除氨外其余产物的化学式为CuO、H2O；
②步骤IV中包含多步操作，过滤(a)→得到固体物质→用足量稀硫酸溶解固体(c)→将液体放于蒸发皿中加热→用玻璃棒不断搅拌溶液(b)→至溶液表面析出晶膜(e)→停止加热(d)→过滤 (a)→得到晶体；
(4)①氨气的溶解度随温度升高而降低，温度过高 ，导致氨水浓度降低，所以浸取液为氨水时，反应温度控制为55℃，温度过高铜元素回收率降低。
②浸取液为氨水一碳酸铵混合溶液时，除了一水合氨外， 还有大量的存在 ， 存在水解平衡， 温度变化时， 因平衡发生移动，NH3H2O浓度变化程度小，所以浸取液为氨水一碳酸铵混合溶液时，铜元素回收率受温度影响较小；
(5)①酸可抑制铜离子水解，加入适量乙酸的目的是调节溶液pH，防止铜离子水解；
②CuSO45 H2O加热到 4 5℃时开始失水，图中接真空泵抽气、减压，防止蒸发溶剂时温度过高而使晶体失水。
【题目】
废旧可充电电池主要含有Fe、Ni、Cd、Co等金属元素，一种混合处理各种电池回收金属的新工艺如下图所示。
已知：Ⅰ．滤液①中含有Ni(NH3)62+、Cd(NH3)42+、Co(NH3) 62+等物质。
Ⅱ．萃取和反萃取的反应原理分别为:
Ni(NH3)62++ 2HR
NiR2+2NH4++4NH3 ；NiR2+2H+Ni2+ +2HR
(1)为了加快浸取速率，可采取的措施为__________（任写一条）。
(2)已知浸取过程中NH3和NH4+的物质的量之和与Ni、Cd、Co浸取率的关系如表2所示。
表2 浸取过程中氨总量与各离子浸取率的关系
编号 | n(NH3)+ n(NH4+)/mol | Ni浸取率/% | Cd浸取率/% | Co浸取率/% |
① | 2.6 | 97.2 | 88.6 | 98.1 |
② | 3.5 | 86.0 | 98.8 | 86.7 |
③ | 4.8 | 98.4 | 98.8 | 94.9 |
④ | 5.6 | 97.7 | 85.1 | 96.8 |
⑤ | 9.8 | 95.6 | 84.1 | 96.1 |
则可采用的最佳实验条件编号为_____。
(3)Co(OH)3与盐酸反应产生气体单质，该反应的化学方程式______。
(4)操作①的名称为_________、过滤、洗涤。
(5)向有机相中加入H2SO4能进行反萃取的原因为_______（结合平衡移动原理解释）。
(6)将水相加热并通入热水蒸气会生成CdCO3沉淀，并产生使红色石蕊试纸变蓝的气体，该反应的离子方程式为___。
(7)上述工艺流程中可能循环使用的物质为______。
(8)已知Ksp(CdCO3)=1.0×10-12，Ksp(NiCO3)=1.4×10-7。若向物质的量浓度均为0.2mol/L的Cd2+和Ni2+溶液中滴加Na2CO3溶液(设溶液体积增加1倍)，使Cd2+恰好沉淀完全，即溶液中c(Cd2+)=1.0×10-5mol/L时，是否有NiCO3沉淀生成(填“是”或者“否”)____。
