题目内容

9.实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体,经历了下列过程(已知 Fe3+在 pH=5时沉淀完全).其中分析错误的是(  )
A.步骤②发生的主要反应为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
B.步骤②可用氯水、硝酸等强氧化剂代替H2O2
C.步骤③用 CuCO3代替CuO也可调节溶液的pH
D.步骤⑤的操作为:向漏斗中加人少量冷的蒸馏水至浸没晶体,待水自然流下,重复操作 2~3次

分析 由实验流程可知,样品与足量硫酸反应,生成硫酸铜和硫酸亚铁,加入过氧化氢,发生氧化还原反应生成硫酸铁,然后加入CuO调节溶液的pH,使Fe3+水解而生成Fe(OH)3沉淀,得到硫酸铜溶液,经蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸铜晶体,以此来解答.

解答 解:由实验流程可知,样品与足量硫酸反应,生成硫酸铜和硫酸亚铁,加入过氧化氢,发生氧化还原反应生成硫酸铁,然后加入CuO调节溶液的pH,使Fe3+水解而生成Fe(OH)3沉淀,得到硫酸铜溶液,经蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸铜晶体,
A.步骤②为亚铁离子与过氧化氢的氧化还原反应,离子反应为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故A正确;
B.步骤②可用氯水、硝酸等强氧化剂代替H2O2,引入杂质氯离子、硝酸根离子等,难以除去,故B错误;
C.CuCO3和CuO都与溶液中H+反应,起到调节溶液pH的作用,并不引入新的杂质,故C正确;
D.步骤⑤为洗涤固体,固体具有吸附性,过滤时表面有可溶性物质,则操作为向滤出晶体的漏斗中加少量水浸没晶体,自然流下,重复2-3次,可洗涤晶体,故D正确;
故选B.

点评 本题考查硫酸铜的制备实验,为高频考点,把握制备流程中的反应、混合物分离提纯方法等为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,题目难度中等,注意氧化还原反应及盐类水解等原理的应用和分析.

练习册系列答案
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1.废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境.实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收 Cu并制备ZnO的部分实验过程如下:

(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O (用化学方程式表示).
②铜帽溶解完全后,需将溶液中过量的H2O2除去.除去H2O2的简便方法是加热至沸.
(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2+的含量.实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点.上述过程中反应的离子方程式如下:
2Cu2++4I-═2CuI(白色)↓+I2 2S2O+I2═2I-+S4O62-
①滴定选用的指示剂为淀粉溶液,滴定终点观察到的现象蓝色褪去且30秒不恢复蓝色.
②若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,所测定的Cu2+含量将会偏高(填“偏高”、“偏低”或“不变”).
(3)已知pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-.下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算).
开始沉淀的pH沉淀完全的pH
Fe3+1.13.2
Fe2+5.88.8
Zn2+5.99
实验中可选用的试剂:30% H2O2、1.0mol•L-1 HNO3、1.0mol•L-1 NaOH.
由除去铜的滤液制备ZnO的正确实验步骤依次为:⑤④①②③⑥
①过滤;                
②调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全;
③过滤、洗涤、干燥;    
④调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全;
⑤向滤液中加入适量30% H2O2,使其充分反应;    
⑥900℃煅烧;
(4)Zn(OH)2的溶度积常数为1.2×10-17(mol•L-13,当Zn2+沉淀完全时,此时溶液中Zn2+的浓度为1.2×10-7 mol•L-1

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