Question

（13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计算)。

	Fe^3＋	Fe^2＋	Zn^2＋
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）加入ZnO调节pH＝a的目的是___________________,a的范围是            。

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

（3）滤液A中加入H₂O₂反应的离子方程式为                             。

（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．ZnO      B．NaOH     C．Na₂CO₃     D．ZnSO₄

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

Answer

（1）使溶液中的Fe3+完全沉淀，Zn2+不被沉淀（2分，其他解释合理即可） 3.0≤a＜5.9（2分）

（2）2Cu+O2+2H2SO4＝2CuSO4+2H2O（2分）

（3）2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3+ +2H2O（2分）

（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（2分）

（5）B（1分） 先产生白色沉淀后沉淀溶解（2分）

【解析】

试题分析：（1）铜与稀硫酸不分液，则不溶物E是铜，滤液A中含有硫酸锌和硫酸亚铁。加入双氧水把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，通过加入氧化锌调节pH时铁离子形成氢氧化铁沉淀而除去，因此加入ZnO调节pH＝a的目的是使溶液中的Fe3+完全沉淀，Zn2+不被沉淀；根据表中数据可知pH大于3时铁离子完全沉淀，而pH大于5.9时锌离子开始沉淀，则a的范围是3.0≤a＜5.9。

（2）在稀硫酸的溶液中通入氧气能把铜氧化为硫酸铜，则由不溶物E生成溶液D的化学方程式为2Cu+O2+2H2SO4＝2CuSO4+2H2O。

（3）根据以上分析可知滤液A中加入H2O2反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3+ +2H2O。

（4）由硫酸铜溶液制胆矾晶体包含的主要操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。

（5）由于pH＞11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-，所以可作为Y试剂的是NaOH，答案选B。由于氢氧化锌的化学性质类似于氢氧化铝，则若在滤液C中逐滴加入盐酸直到过量，则产生的现象是先产生白色沉淀后沉淀溶解。

考点：考查物质制备工艺流程图的有关方向与判断