题目内容
【题目】某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+。为了减少污染变废为宝,工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。请根据流程图(如图),回答下列问题。
(1)操作Ⅰ中所用的仪器有____。
(2)固体A的成分是___和____。(填名称);操作Ⅲ是____。
(3)如何检验溶液a中主要阴离子____。
(4)回收的铜可以用于制备胆矾(CuSO4·5H2O)。将铜和0.22mol/LH2SO4溶液混合后,在加热的情况下不断通入氧气就可以制得CuSO4,然后将所得的溶液经过“一系列操作”后得到胆矾。写出生成CuSO4的化学方程式:___。
(5)某同学用密度为1.84g/cm3、质量分数为 98%的浓硫配制500mL0.22mol/L的稀硫酸溶液,需要用规格为___mL的量筒量取___mL的浓硫酸。
(6)配制该溶液的过程中,下列操作使得所配得的溶液浓度偏小的是___(填字母)。
A.稀释密度为1.84g/cm3、质量分数为 98%的浓硫酸时,不小心溅出少量硫酸溶液
B.用蒸馏水洗涤烧杯、量筒及玻璃棒,并将洗涤液注入容量瓶中
C.定容时反复上下倒转容量瓶后,发现凹液面最低处低于刻度线,再补加水到刻度线
D.量取密度为1.84g/cm3、质量分数为 98%的浓硫酸时,仰视量筒的刻度线
E.洗涤容量瓶后,立即用来配制溶液
F.稀释浓硫酸结束后立即将溶液转移到容量瓶中
【答案】漏斗、烧杯、铁架台、玻璃棒 铜 铁 蒸发浓缩,冷却结晶或者冷却结晶 取少量溶液a于洁净的试管中,滴加少量盐酸酸化的BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中有SO42- 2H2SO4+2Cu+O2=2CuSO4+2H2O 10 6.0 AC
【解析】
先向工业废水中加过量铁,将铜全部置换出来,过滤得到固体A,其成分是铜和过量的铁,溶液a中含FeSO4;向固体A中加入过量稀H2SO4,只有铁溶解,过滤得到固体(铜),实现了回收金属铜,溶液a含FeSO4、H2SO4;最后两处溶液a合一块,进行蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,就得到FeSO4·7H2O,回收硫酸亚铁,以此解答该题。
(1)向工业废水中加过量铁,将铜全部置换出来,过滤得到固体A,操作Ⅰ用于分离固体和液体的方法为过滤,所用的仪器有;漏斗、烧杯、铁架台、玻璃棒。答案:漏斗、烧杯、铁架台、玻璃棒。
(2)向工业废水中加过量铁,将铜全部置换出来,过滤得到固体A,其成分是铜和过量的铁;操作Ⅲ是两处含FeSO4溶液合一块,进行蒸发,浓缩,冷却结晶,过滤,就得到FeSO4·7H2O,回收硫酸亚铁。答案:铜; 铁; 蒸发浓缩,冷却结晶或者冷却结晶。
(3)取少量溶液a于洁净的试管中,滴加少量盐酸酸化的BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中有SO42-。答案:取少量溶液a于洁净的试管中,滴加少量盐酸酸化的BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中有SO42-。
(4)将铜和0.22mol/LH2SO4溶液混合后,在加热的情况下不断通入氧气就可以制得CuSO4,是在加热的条件下,氧气先和铜反应,生成氧化铜,在和稀硫酸反应,生成硫酸铜,其反应化学方程式为:2H2SO4+2Cu+O2=2CuSO4+2H2O,然后将所得的溶液经过“一系列操作”后得到胆矾。答案:2H2SO4+2Cu+O2=2CuSO4+2H2O。
(5)根据稀释前后溶质的量不变进行解答。设需用密度为1.84g/cm3、质量分数为 98%的浓硫酸为VmL,配制500mL0.22mol/L的稀硫酸溶液,则有V1.84g/cm398%=500mL0.22mol/L98g/mol,所以V=6.0mL,需要用规格为10mL的量筒量取6.0mL的浓硫酸。答案:10 ; 6.0 。
(6)A.稀释密度为1.84g/cm3、质量分数为 98%的浓硫酸时,不小心溅出少量硫酸溶液,使配得的溶液浓度偏小,故A符合题意;
B.用蒸馏水洗涤烧杯、量筒及玻璃棒,并将洗涤液注入容量瓶中,不影响所配置溶液的浓度,故B不符合题意;
C.定容时反复上下倒转容量瓶后,发现凹液面最低处低于刻度线,再补加水到刻度线导致所配置溶液的浓度偏小,故C符合题意;
D.量取密度为1.84g/cm3、质量分数为 98%的浓硫酸时,仰视量筒的刻度线,量取浓硫酸体积偏大,导致所配置溶液的浓度偏大,故D不符合题意;
E.洗涤容量瓶后,立即用来配制溶液,不影响所配置溶液的浓度,故E不符合题意;
F.稀释浓硫酸结束后立即将溶液转移到容量瓶中,溶液热胀冷缩,使得溶液的体积偏小,所配置溶液的浓度偏大,故F不符合题意;
所以答案为:AC。