题目内容

废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境.利用废弃的线路板(含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量碳单质,设计出制备硫酸铜晶体和氢氧化铝操作流程如下:精英家教网
供选试剂:
a.澄清石灰水b.品红溶液c.酸性高锰酸钾溶液d.碳酸氢钠溶液e.氢氧化钠溶液f.硫氰化钾溶液g.氯水
(1)检验气体a的成分,将气体a依次通入试剂的先后顺序为:
b→
 
→b→
 
(填写供选试剂的代号).判断气体a中含有二氧化碳的实验现象为
 
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(2)第③步实验操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、
 
(填操作名称)、洗涤.如图所示,蒸发操作中的一处错误是
 
.
(3)第②步加H2O2的作用是
 
;调溶液pH的目的是使
 
生成沉淀.
(4)请依照上图形式设计从滤渣C中获得Al(OH)3固体最简步骤的流程图:(提示:在箭头上方或下方标出所用试剂或实验操作)
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.
分析:(1)用铜制取硫酸铜需要硫酸,则某浓酸是硫酸,在加热条件下,浓硫酸和碳反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,铜和浓硫酸反应生成二氧化硫,二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,但二氧化硫能使品红溶液褪色;
(2)从溶液中制取晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤的方法,用蒸发皿制取晶体;
(3)加H2O2的作用是把Fe2+氧化为Fe3+,该氧化剂的优点是不引入杂质,产物对环境物污染;调溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀;
(4)C中含有氢氧化铁、氢氧化铝,氢氧化铝能溶于强碱生成偏铝酸盐,向偏铝酸盐中通入二氧化碳即可得到氢氧化铝沉淀.
解答:解:(1)用铜制取硫酸铜需要硫酸,则某浓酸是硫酸,在加热条件下,浓硫酸和碳反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,铜和浓硫酸反应生成二氧化硫,二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,但二氧化硫能使品红溶液褪色,检验气体a的成分,要先将a气体通入品红溶液检验含有二氧化硫,二氧化硫具有还原性,能被酸性高锰酸钾氧化,所以可以用酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫,再次用品红溶液检验不存在二氧化硫,然后将气体通入澄清石灰水,如果澄清石灰水变浑浊,则证明含有二氧化碳,所以将气体a依次通入试剂的先后顺序为:b→c→b→a,判断气体a中含有二氧化碳的实验现象为第二份品红不褪色,并且澄清石灰水变浑浊,
故答案为:c,a;第二份品红不褪色,并且澄清石灰水变浑浊;
(2)从溶液中制取晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤的方法,用蒸发皿制取晶体,坩埚用于灼烧固体,故答案为:过滤,不能用坩埚;
(3)加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,过氧化氢做氧化剂不引入杂质,对环境无污染,调节溶液PH铁离子和铝离子全部沉淀后过滤得到氢氧化铁、氢氧化铝沉淀和滤液硫酸铜,
故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+、Al3+;
(4)C中含有氢氧化铁和氢氧化铝,氢氧化铝是两性氢氧化物能溶于强碱氢氧化钠溶液,氢氧化铁不溶于氢氧化钠溶液,氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液,将反应后的溶液进行过量,将二氧化碳通入滤液中,二氧化碳和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,过滤即可得到氢氧化铝,
所以从滤渣C中获得Al(OH)3固体最简步骤的流程图为:精英家教网,
故答案为:精英家教网.
点评:本题考查物质的分离、实验设计、试剂选择等知识点,明确离子的性质是解本题关键,注意二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,为易错点.
练习册系列答案
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(2012?江苏)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
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
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:摇摇2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2     2S2O32-+I2=2I-+S4O62-
①滴定选用的指示剂为
淀粉溶液
淀粉溶液
,滴定终点观察到的现象为
蓝色褪去
蓝色褪去
.
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
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+ 1.1 3.2
Fe2+ 5.8 8.8
Zn2+ 5.9 8.9
实验中可选用的试剂:30%H2O2、1.0mol?L-1HNO3、1.0mol?L-1NaOH.由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为:
①
向滤液中加入30%H2O2,使其充分反应
向滤液中加入30%H2O2,使其充分反应
;②
滴加1.0mol?L-1NaOH,调节溶液PH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全
滴加1.0mol?L-1NaOH,调节溶液PH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全
;③过滤;④
向滤液中滴加1.0mol?L-1NaOH,调节溶液PH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全
向滤液中滴加1.0mol?L-1NaOH,调节溶液PH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全
;⑤过滤、洗涤、干燥;⑥900℃煅烧.

[2012·江苏卷] (14分)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:
 
(2)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是______  _____________________(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____   ___。
(3)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
2S2O32-+I2===2I-+S4O62-
①滴定选用的指示剂为________,滴定终点观察到的现象____________________。
②若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,所测定的Cu2+含量将会________(填“偏高”、“偏低”或“ 不变”)。
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1.0 mol·L-1计算)。

 
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.1
3.2
Fe2+
5.8
8.8
Zn2+
5.9
8.9
实验中可选用的试剂:30% H2O2、1.0 mol·L-1 HNO3、1.0 mol·L-1 NaOH。
由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为:
①____________________________________________________________;
②__________________________________________________________________;
③过滤;
④___________________________________________________________________;
⑤过滤、洗涤、干燥;
⑥900 ℃煅烧。

废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧黄铜(Cu、Zn合金,含少量杂质Fe)制备胆矾晶体(CuSO4·5H2O)及副产物ZnO。制备流程图如下:

已知:Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似,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)。

 

Fe3+

Fe2+

Zn2+

开始沉淀的pH

1.1

5.8

5.9

沉淀完全的pH

3.0

8.8

8.9

 

请回答下列问题:

(1)试剂X可能是__________,其作用是____________________。

(2)加入ZnO调节pH=3~4的目的是____________________。

(3)由不溶物生成溶液D的化学方程式为______________________________。

(4)由溶液D制胆矾晶体包含的主要操作步骤是______________________________。

(5)下列试剂可作为Y试剂的是______。

A.ZnOB.NaOHC.Na2CO3D.ZnSO4

若在滤液C中逐滴加入盐酸直到过量,则产生的现象是______________________________。

(6)测定胆矾晶体的纯度(不含能与I-发生反应的氧化性杂质):准确称取0.5000g胆矾晶体置于锥形瓶中,加适量水溶解,再加入过量KI,用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液19.40mL。已知:上述滴定过程中的离子方程式如下:

2Cu2++4I-2CuI(白色)↓+I2,I2+2S2O32-2I-+S4O62-

①胆矾晶体的纯度为_______________。

②在滴定过程中剧烈摇动(溶液不外溅)锥形瓶,则所测得的纯度将会__________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。

 

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    (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    .
(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:摇摇2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2     2S2O32-+I2=2I-+S4O62-
①滴定选用的指示剂为    ,滴定终点观察到的现象为    .
②若滴定前溶液中的H2O2 没有除尽,所测定的Cu2+含量将会    (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沉淀完全的pH
Fe3+1.13.2
Fe2+5.88.8
Zn2+5.98.9
实验中可选用的试剂:30%H2O2、1.0mol?L-1HNO3、1.0mol?L-1NaOH.由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为:
①    ;②    ;③过滤;④    ;⑤过滤、洗涤、干燥;⑥900℃煅烧.

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