Question

工业上从电解精炼铜的阳极泥（含金、银、铜、硒等单质）中提取硒的湿法工艺流程如图1：

（1）向溶液X中加入铁屑的作用是

 

，此操作中不能加入过量铁粉的原因是

 

．
（2）检验溶液Z中阴离子的操作方法是

 

．
（3）过滤操作中要用到玻璃棒，请另举两例用到玻璃棒的实验或操作：

 

．
（4）实验室中制取SO₂的原理为：Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑，此处应使用

 

（填“较浓的硫酸”或“稀硫酸”），原因是

 

．制取SO₂的装置，最好选用如图2中的

 

．

（5）粗硒中硒的含量可用如下方法测定：①Se+2H₂SO₄（浓）═2SO₂↑+2H₂O．②SeO₂+4KI+4HNO₃═Se+2I₂+4KNO₃+H₂O，③I₂+2Na₂S₂O₃═Na₂S₄O₆+2NaI+通过用Na₂S₂O₃标准溶液（显碱性）滴定反应②中生成的I₂来计算硒的含量．滴定操作中用到的玻璃仪器有

 

．实验中准确称量0.1200g粗硒样品，滴定中消耗0.2000molL^-1的Na₂S₂O₃溶液27.60mL，则粗硒样品中硒的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）根据流程图分析加入铁屑后溶液中的离子变化；根据铁粉具有较强的还原性，结合溶液中的离子分析；
（2）根据流程图可知前面加入二氧化硫，则溶液中有硫酸根离子，根据检验硫酸根的方法分析；
（3）根据玻璃棒在实验中的作用分析；
（4）二氧化硫在水中的溶解度较大，在浓硫酸中溶解度较小；根据反应的特点选择装置；
（5）Na₂S₂O₃标准溶液显碱性应用碱式滴定管盛放，待测溶液用锥形瓶盛放；根据反应的方程式可知，SeO₂～2I₂～4Na₂S₂O₃，根据n=cV计算消耗的n（Na₂S₂O₃），根据关系式计算样品中n（SeO₂），再根据m=nM计算Se的质量，进而计算样品中Se的质量分数．

解答： 解：（1）根据流程图可知加入铁屑后溶液中的SeO₄^2-被还原为SeO₃^2-，所以向溶液X中加入铁屑的作用是：将SeO₄^2-还原为SeO₃^2-；铁粉具有较强的还原性，能还原Cu²⁺、SeO₃^2-，所以加过量铁粉会将Cu²⁺、SeO₃^2-均还原为单质，不利于硒的分离；
故答案为：将SeO₄^2-还原为SeO₃^2-；过量铁粉会将Cu²⁺、SeO₃^2-均还原为单质，不利于硒的分离；
（2）根据流程图可知前面加入二氧化硫，则溶液中有硫酸根离子，检验硫酸根的方法为：取溶液X少许置于试管中，滴加盐酸酸化的BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含有SO₄^2-；
故答案为：取溶液X少许置于试管中，滴加盐酸酸化的BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含有SO₄^2-；
（3）实验操作中常常用到玻璃棒，溶解时用玻璃杯搅拌，过滤时用玻璃棒引流，溶液蒸发用玻璃杯搅拌等；
故答案为：物质的溶解、溶液的蒸发；
（4）二氧化硫在水中的溶解度较大，在浓硫酸中溶解度较小，用较浓的硫酸有利于 SO₂的逸出，所以选用较浓的硫酸与亚硫酸钠反应；根据实验室中制取SO₂的原理为：Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑，可知该反应为固体粉末与液体的反应，不需要加热，使用分液漏斗加硫酸容易控制加入硫酸的量，所以最好选用如图2中的b；
故答案为：较浓的硫酸；SO₂易溶于水，用较浓的硫酸有利于SO₂的逸出；b；
（5）Na₂S₂O₃标准溶液显碱性应用碱式滴定管盛放，待测溶液用锥形瓶盛放，则滴定操作中用到的玻璃仪器有锥形瓶、碱式滴定管；
根据反应的方程式可知SeO₂～2I₂～4Na₂S₂O₃，消耗的n（Na₂S₂O₃）=0.2000 mol/L×0.0276L=0.00552mol，
根据关系式计算样品中n（SeO₂）=0.00552mol×

1

4

=0.00138mol，故Se的质量为0.00138mol×79g/mol=0.10902g，
所以样品中Se的质量分数为

0.10902g

0.1200g

×100%=90.85%，
故答案为：锥形瓶、碱式滴定管；90.85%．

点评：本题以工艺流程图为知识背景，考查了氧化还原反应、离子检验、基本实验操作、物质纯度的测定及技术等，题目涉及的知识点较多，考查学生对知识的综合应用能力，题目难度中等．