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：

經(jīng)操作I得到粗膽礬，操作III得到精制膽礬。兩步操作相同，具體包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等步驟。

已知：、、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：

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）溶解、過濾需要用到玻璃棒，它的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）寫出加入3% H₂O₂后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式　　　　　　　  　　　　　　　　。（原溶液顯酸性）。

（3）加稀氨水調(diào)節(jié)pH應(yīng)調(diào)至范圍　　　　　　。下列物質(zhì)可用來替代稀氨水的是　　　　。（填字母）

A．NaOH      B．Cu(OH)₂      C．CuO        D．NaHCO₃

（4）操作III析出膽礬晶體后，溶液中還可能存在的溶質(zhì)為CuSO₄、H₂SO₄、________________。

（5）某學(xué)生用操作III所得膽礬進(jìn)行“硫酸銅晶體結(jié)晶水含量”的測定，數(shù)據(jù)記錄如下表所示：

	第一次實(shí)驗(yàn)	第二次實(shí)驗(yàn)
坩堝質(zhì)量（g）	14.520	14.670
坩堝質(zhì)量晶體質(zhì)量（g）	17.020	18.350
第一次加熱、冷卻、稱量（g）	16.070	16.989
第二次加熱、冷卻、稱量（g）	16.070	16.988

兩次都無須再做第三次加熱、冷卻、稱量，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，該生此次實(shí)驗(yàn)的相對誤差為　　　　　　　%（保留1位小數(shù)），產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因可能是

　　　　　　　　（填字母）。

A．加熱前稱量時坩堝未完全干燥      B．該膽礬中含有受熱不分解的雜質(zhì)

C．加熱后坩堝放在干燥器中冷卻      D．玻璃棒上沾有的固體未刮入坩堝

 

Answer 1

【答案】

（1）攪拌、引流 (1分)

（2）2Fe^2＋ +H₂O₂ +2H^＋ →2Fe^3＋ +2H₂O  (2分)

（3）3.7~5.2  (1分)  ； BC(2分)

（4）(NH₄)₂SO₄ 或NH₄HSO₄  (1分，寫到一個即給分)

（5）已達(dá)恒重  (1分)；+4.2%  (2分)；AD (2分)

【解析】

試題分析：（1）溶解、過濾需要用到玻璃棒，它的作用是攪拌、引流。

（2）由于雙氧水不穩(wěn)定，加熱易分解生成氧氣和水。由于在加入雙氧水之前溶液的溫度較高，所以加入3% H₂O₂之前必須進(jìn)行冷卻操作。由于亞鐵離子沉淀的pH較大，所以必須將其氧化成鐵離子沉淀，因此加入雙氧水的目的是氧化亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺ ＝ 2Fe³⁺ +2H₂O。

（3）要得到膽礬，就必須除去溶液中的鐵離子，則根據(jù)沉淀時的pH值可知，調(diào)節(jié)溶液pH的目的是使Fe³⁺完全轉(zhuǎn)變成Fe(OH)₃沉淀；鐵離子完全沉淀時的pH＝3.7，而銅離子開始沉淀時的pH＝5.2，所以溶液的pH應(yīng)調(diào)節(jié)到3.7～5.2之間。由于在調(diào)節(jié)pH的同時，不能引入雜質(zhì)，因此應(yīng)該選擇氧化銅，Cu(OH)₂  來調(diào)節(jié)溶液的pH。

（4）操作III析出膽礬晶體后，溶液中還可能存在的溶質(zhì)為CuSO₄、H₂SO₄、(NH₄)₂SO₄ 或NH₄HSO₄。

（5）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)兩次實(shí)驗(yàn)都已達(dá)恒重故沒必要再進(jìn)行第三稱量。坩堝質(zhì)量（g）（14.52+14.67）/2= 14.595 實(shí)驗(yàn)1：晶體質(zhì)量：17.02-14.595=2.425水的質(zhì)量：17.02-16.07=0.95，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：0.95/2.425=0.3917,實(shí)驗(yàn)2：晶體質(zhì)量：18.35-14.595=3.755水的質(zhì)量：18.35-16.99=1.36，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：1.36/3.755=0.3622,兩次平均水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：0.3769，五水硫酸銅中水的理論質(zhì)量數(shù)：0.36，相對誤差（0.3769-0.360/0.36=0.042。產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差是偏大，即水的質(zhì)量較多或剩余固體的質(zhì)量較少，其原因可能是A．加熱前稱量時坩堝未完全干燥有了多余的水，正確。B．該膽礬中含有受熱不分解的雜質(zhì)會使結(jié)果偏低。C．加熱后坩堝放在干燥器中冷卻，不會帶來誤差。D．玻璃棒上沾有的固體未刮入坩堝，有一部分固體沒有得到稱量，相當(dāng)于剩余的固體質(zhì)量減小，正確。

考點(diǎn)：考查膽礬制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究以及實(shí)驗(yàn)相對誤差的分析處理等