Question

17．用廢舊黃銅（Cu、Zn合金，含少量Fe）制備膽礬晶體（CuSO₄•5H₂O）及副產(chǎn)物ZnO的流程為：

已知：①Zn及化合物性質(zhì)與Al及化合物性質(zhì)相似，pH＞11時(shí)Zn（OH）₂能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）₄]^2-．
②下表為幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀時(shí)金屬離子濃度為1.0mol•L^-1）．

	Fe3+	Fe2+	Zn2+
開始沉淀的pH	1.1	5.8
沉淀完全的pH	3.0	8.8	8.9

（1）往濾液A中加H₂O₂的作用是將 Fe²⁺氧化為Fe³⁺，該反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（2）調(diào)節(jié)pH=3～4的試劑X可以用AC：
A．ZnO     B．NaOH     C．Zn（OH）₂ D．ZnSO₄
調(diào)節(jié)pH=3～4的目的是使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，達(dá)到除去Fe³⁺的目的．
（3）往濾液A中加的Y試劑可以是B：
A．ZnO     B．NaOH   C．Na₂CO₃D．ZnSO₄
（4）由不溶物生成溶液D的化學(xué)方程式為Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O．
（5）由溶液D制膽礬晶體包含的主要操作步驟是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、抽濾、晾干．
（6）測(cè)定膽礬晶體純度（不含能與I^-反應(yīng)的雜質(zhì)）：準(zhǔn)確稱取0.5000g膽礬晶體置于錐形瓶，加適量水溶解，再加過量KI，用0.1000mol•L^-1Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液19.60mL，離子反應(yīng)為：
2Cu²⁺+4I^-═2CuI（白色）↓+I₂，I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-
①膽礬晶體的純度為98.00%．
②若滴定前仰視、滴定后俯視滴定管讀數(shù)，所測(cè)純度將會(huì)偏低（填“偏高”、“偏低”或“不變”）．

Answer 1

分析 由實(shí)驗(yàn)流程可知，Zn、Fe與硫酸反應(yīng)，可知不溶物為Cu，Cu與過氧化氫、硫酸反應(yīng)生成硫酸銅溶液，則D為硫酸銅溶液，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到膽礬；濾液A中含硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸，加過氧化氫可將亞鐵離子氧化，條件pH使鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，可利用ZnO、Zn（OH）₂等促進(jìn)鐵離子水解轉(zhuǎn)化為沉淀，濾液B主要含硫酸鋅，與堿反應(yīng)生成氫氧化鋅，再加熱分解生成ZnO；A中加Y調(diào)節(jié)pH值大于11，故可以加入強(qiáng)堿，Zn（OH）₂能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）₄]^2-，類似與偏鋁酸根，加入酸，先生成氫氧化鋅沉淀，再加熱分解生成ZnO．
（1）酸性條件下過氧化氫具有氧化性，能氧化亞鐵離子生成鐵離子；
（2）調(diào)節(jié)溶液pH，降低溶液酸度，可以使鐵離子全部沉淀，從而除去；
（3）此過程需要調(diào)節(jié)pH值大于11，故可以加入強(qiáng)堿；pH＞11時(shí)Zn（OH）₂能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）₄]^2-，類似與偏鋁酸根，加入酸，先生成氫氧化鋅沉淀，繼續(xù)加入酸，沉淀溶解；
（4）酸性條件下Cu與過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅和水；
（5）依據(jù)從溶液中得到固體需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶以及抽濾等回答；
（6）①根據(jù)相關(guān)反應(yīng)的方程式，可得到關(guān)系式2Na₂S₂O₃ ～2Cu²⁺，根據(jù)反應(yīng)的關(guān)系式計(jì)算；
②滴定前仰視、滴定后俯視滴定管讀數(shù)，△V偏�。�

解答 解：（1）酸性條件下過氧化氫具有氧化性，能氧化亞鐵離子生成鐵離子，離子反應(yīng)為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）調(diào)節(jié)溶液pH，降低溶液酸度，可以使鐵離子全部沉淀，加ZnO、Zn（OH）₂等促使Fe³⁺徹底水解生成 Fe（OH）₃沉淀而除去，調(diào)節(jié)pH=3～4的目的是使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，達(dá)到除去Fe³⁺的目的，
故答案為：AC；使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，達(dá)到除去Fe³⁺的目的；
（3）此過程需要調(diào)節(jié)pH值大于11，故可以加入強(qiáng)堿：NaOH，由于pH＞11時(shí)Zn（OH）₂能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）₄]^2-，類似與偏鋁酸根，加入酸，先生成氫氧化鋅沉淀，繼續(xù)加入酸，沉淀溶解，故答案為：B；
（4）因?yàn)殡p氧水在酸性溶液中先把銅氧化成氧化銅，當(dāng)然這是一個(gè)微弱的反應(yīng)，形成一個(gè)平衡，但是形成的氧化銅馬上就會(huì)被稀硫酸溶解，平衡被打破，反應(yīng)朝正方向進(jìn)行，故而逐漸溶解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O，故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；
（5）從溶液中得到固體需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶以及抽濾等操作，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
（6）①CuCl₂溶液與KI反應(yīng)的離子方程式為：2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂，且發(fā)生I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，則可得關(guān)系式2Na₂S₂O₃ ～2Cu²⁺，
則n（CuSO₄•5H₂O）=n（Na₂S₂O₃）=0.100mol/L×19.60×10^-3L=1.96×10^-3mol，
m（CuSO₄•5H₂O）=1.96×10^-3mol×250g/mol=0.490g，
ω（CuSO₄•5H₂O）=$\frac{0.490g}{0.5000g}$×100%=98.00%，故答案為：98.00%；
②若滴定前仰視、滴定后俯視滴定管讀數(shù)，從而消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏小，故測(cè)量純度偏低，故答案為：偏低．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，考查學(xué)生對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)處理能力，注意實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)原理和步驟是解答的關(guān)鍵，平時(shí)注意打好扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力培養(yǎng)，題目難度中等．