Question

【题目】经检测，从某工厂排出的酸性废液中主要含Cu2+、Fe2+、Fe3+、SO42-。某同学设计了一个用废液来提炼制取胆矾晶体（CuSO4·5H2O）和铁红（Fe2O3）的方案。其主要步骤如下：

①首先向该废液中加入适量的试剂X使之充分作用。

②然后向该溶液中加入适量的试剂Y调节溶液pH使之产生沉淀。

③过滤后将滤渣洗涤并灼烧得到产品A。

④滤液经加热浓缩后冷却、结晶、过滤，得到产品B。

已知：将Cu2+、Fe2+、Fe3+、完全沉淀为氢氧化物所需的pH分别为6.4、9.6、3.7。

（1）试剂X可以是下列的_____________。（填对的序号）

①H2O2 ②HNO3 ③O3 ④Cl2

（2）加入试剂Y调pH时可用下列的_____________。（填对的序号）

①ZnO②CuCO3 ③Cu(OH)2 ④NH3·H2O

（3）写出由滤渣灼烧得到产品A的化学方程式：________________________。

（4）加热浓缩时最好在____________________时停止加热。

（5）判断步骤③中滤渣洗涤干净的方法是_______________________。

Answer 1

【答案】 ①③ ②③ 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 出现少量固体 取最后一次洗涤液，滴加BaCl2溶液无浑浊现象

【解析】试题分析：本题考查盐类水解的应用和基本实验操作。

（1）根据实验方案的目的是制取胆矾晶体和铁红，所以加入试剂X的目的是将废液中的Fe2+氧化成Fe3+。A项，H2O2能将Fe2+氧化成Fe3+且不引入新杂质，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，可以；B项，HNO3能将Fe2+氧化成Fe3+，但HNO3被还原产生大气污染物，不可以；C项，O3能将Fe2+氧化成Fe3+且不引入新杂质，反应的离子方程式为6Fe2++O3+6H+=6Fe3++3H2O，可以；D项，Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+，Cl2被还原成Cl-，引入杂质离子Cl-，不可以；答案选①③。

（2）根据Cu2+、Fe3+完全沉淀为氢氧化物所需的pH分别为6.4、3.7，加入试剂Y调pH的目的是：使Fe3+完全转化成Fe（OH）3，Cu2+不形成沉淀，从而将Fe（OH）3与CuSO4溶液分离。在溶液中存在水解平衡：Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，①加入ZnO能消耗H+调节pH，但引入杂质离子Zn2+，不可以；②加入CuCO3能消耗H+调节pH，且不引入杂质，可以；③加入Cu（OH）2能消耗H+调节pH，且不引入杂质，可以；④加入NH3·H2O能消耗H+调节pH，但引入杂质离子NH4+，不可以；答案选②③。

（3）依据上述分析，所得滤渣为Fe（OH）3，Fe（OH）3灼烧得Fe2O3，反应的化学方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。

（4）加热浓缩时最好在出现少量固体（或出现晶膜）时停止加热。

（5）步骤③中的滤渣Fe（OH）3上吸附可溶性CuSO4，所以洗净的标志是洗涤液中不含CuSO4，通过检验洗涤液中不含SO42-判断洗涤干净。判断步骤③中滤渣洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤液，滴加BaCl2溶液无浑浊现象。