Question

某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染，设计如下工艺流程：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2
开始沉淀的pH	2.3	7.6	4.4
完全沉淀的pH	3.2	9.7	6.4

（1）酸浸后加入H₂O₂的目的是____________．调pH的最适宜范围为_______________

（2） 调PH过程中加入的试剂最好是_________

A．NaOH     B．CuO   C．NH₃ ﹒H₂O         D．Cu₂(OH)₂CO₃

（3）煮沸CuSO₄溶液的原因是_____________________。向CuSO₄溶液中加入一定量的NaCl、Na₂SO₃，可以生成白色的CuCl沉淀，写出该反应的化学方程式________________。

（4）过滤后的沉淀表面通常附着有一些杂质离子，为得到纯净产物，需要进行洗涤，确定沉淀洗涤干净的操作及现象是_________________。

（5） 称取所制备的CuCl样品0.250 0 g置于一定量的0.5 mol﹒L^-1FeCl₃溶液中，待样品完全溶解后，加水20 mL,用0.1000 mol﹒L^-1的Ce((SO₄)₂溶液滴定，到达终点时消耗Ce((SO₄)₂溶液25.00 mL。有关的化学反应为 Fe³⁺+CuCl=Fe²⁺+Cu²⁺+Cl^-, Ce⁴⁺+Fe²⁺=Fe³⁺+Ce³⁺。计算该CuCl样品的质量分数_______________。

Answer

（1）将Fe2+氧化为Fe3+便于调整pH使其与Cu2+分离（2分）（2）BD（2分）

（3）除净溶液中的H2O2避免影响下一步CuCl的生成（2分）

2CuSO4+2NaCl+Na2SO3+H2O=2CuCl↓+Na2SO4+H2SO4(2分）

（4）取最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，如出现白色沉淀，未洗涤干净，反之洗涤干净（2分）

（5）99.50%(2分）

【解析】

试题分析：（1）电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物，酸浸后主要是溶解铜、铁等金属化合物，双氧水有强氧化性，能氧化具有还原性的物质，Fe2+ 具有还原性，酸浸后加入H2O2，Fe2+ 能被双氧水氧化为铁离子，便于调整pH值与Cu2+ 分离；当溶液的pH值4.4时，铜离子开始出现沉淀，当溶液的pH值为3.2时，Fe3+沉淀完全，铜离子未产生沉淀，调节溶液的pH，保证铜离子不能形成沉淀，同时Fe3+完全沉淀，因此pH的最佳调控范围是3.2～4.4；

（2）调整pH步骤中加入的试剂最好是加入某种物质除去溶液中的酸且不引进新的杂质，所以要加入CuO或Cu(OH)2 或CuCO3，答案选BD；

（3）过氧化氢性质比较稳定，若加热到153℃便猛烈的分解为水和氧气，将溶液中过量的H2 O2 除去可加热至沸避免影响下一步CuCl的生成，因为CuSO4 中+2价的铜能把Na2 SO3 中+4价的硫氧化成+6价的硫，向CuSO4 溶液中加入一定量的NaCl、Na2 SO3 时生成白色的CuCl沉淀，反应的化学方程式是2CuSO4+2NaCl+ Na2SO3+H2O＝2CuCl↓+2Na2SO4+H2SO4；

（4）沉淀表面有吸附的硫酸根离子，则检验是否洗涤干净的实验操作为取最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，如出现白色沉淀，未洗涤干净，反之洗涤干净；

（5）设样品中CuCl的物质的量为x，由滴定实验及化学反应方程式可知关系式：CuCl～Fe2+ ～Ce4+ ；n(Ce4+)＝25.00×10-3 L×0.1000mol/L＝2.5×10-3mol，所以n(CuCl) =2.5×10-3mol，则该样品CuCl的质量为2.5×10-3 mol×99.5g/mol＝0.24875g，因此CuCl的含量是[0.24875g÷0.2500g]×100%＝99.5%>96.5%。

【考点定位】考查物质制备工艺流程的知识。

【名师点睛】无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力,所以这类题成为近年来高考的必考题型。流程题的解题思路为：明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点。解决本类题目的基本方法和步骤为：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。（3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。