Question

【题目】实验室以电镀废渣(Cr2O3、CuO、Fe2O3及CaO)为原料制取铜粉和K2Cr2O7的主要流程如下：

(1) “酸浸”时，用硫酸而不用盐酸，这是因为______________(从浸取产物的溶解性考虑)。

(2) “制铜氨液”，即制取[Cu(NH3)4]SO4溶液时，采用8 mol·L－1氨水，适量30% H2O2，并通入O2，控制温度为55 ℃。温度不宜过高，这是因为______________________。

(3) “沉CuNH4SO3”时可用如下装置(夹持、加热仪器略)：

①制取SO2的化学方程式为______________________。

②“沉CuNH4SO3”时，反应液需控制在45 ℃，合适的加热方式是________________。

③反应完成的实验现象是____________________________。

(4) 设计以“Cr(OH)3、Fe(OH)3”的混合物为原料，制取K2Cr2O7的实验方案：将Cr(OH)3、Fe(OH)3的混合物加入烧杯中，加适量的水调成浆状，_________________，冰水洗涤及干燥。

(已知：①碱性条件下，H2O2可将＋3价的Cr氧化为CrO42-；酸性条件下，H2O2可将＋6价的Cr还原为＋3价的Cr；＋6价的Cr在溶液pH<5时，主要以Cr2O72-的形式存在；在pH>7时，主要以CrO42-的形式存在。

②部分物质溶解度曲线如图所示：

③实验中必须使用的试剂：KOH溶液、10%H2O2溶液、稀盐酸)

Answer 1

【答案】硫酸可将CaO转化为CaSO4渣而除去 温度过高会加速NH3的挥发、加速H2O2的分解、“铜氨液”会分解生成Cu(OH)2(答出一点即可) Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 45 ℃的水浴加热 上层清液由深蓝色逐渐变为几乎无色 在不断搅拌下加入适量KOH溶液，再加入过量的10% H2O2溶液，维持pH大于7，充分反应后，煮沸(除去过量的H2O2)，静置、过滤，滤液用稀盐酸酸化至pH<5，蒸发浓缩、冰浴冷却结晶、过滤

【解析】

电镀废渣(Cr2O3、CuO、Fe2O3及CaO)用硫酸酸浸，残渣为CaSO4 等溶解度不大的物质，溶液中有Cr3＋、Cu2＋、Fe3＋，加适量Na2S 溶液，过滤，滤液中Cr3＋、Fe3＋，处理生成Fe(OH)3 Cr(OH)3，除去Fe(OH)3，制备K2Cr2O7；滤渣CuS沉淀，采用8 mol·L－1氨水，适量30% H2O2，并通入O2，制取铜氨溶液，通SO2，“沉CuNH4SO3”，同时生成铜粉。

(1) “酸浸”时，用硫酸而不用盐酸，这是因为硫酸可将CaO转化为CaSO4渣而除去。

(2) “制铜氨液”，即制取[Cu(NH3)4]SO4溶液时，温度不宜过高，这是因为 温度过高会加速NH3的挥发、加速H2O2的分解、“铜氨液”会分解生成Cu(OH)2(答出一点即可)；

(3) ①铜与浓硫酸加热生成SO2、硫酸铜和水，化学方程式为 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 。

②要控制100℃以下的加热温度，且受热均匀，可选用水浴加热；“沉CuNH4SO3”时，反应液需控制在45 ℃，合适的加热方式是：45 ℃的水浴加热。

③[Cu(NH3)4]SO4溶液呈蓝色，通入SO2 反应生成CuNH4SO3和Cu，反应完成的实验现象是上层清液由深蓝色逐渐变为几乎无色。

(4) 制取K2Cr2O7的实验方案：将Cr(OH)3、Fe(OH)3的混合物加入烧杯中，加适量的水调成浆状，在不断搅拌下加入适量KOH溶液，再加入过量的10% H2O2溶液，维持pH大于7，充分反应后，煮沸(除去过量的H2O2)，静置、过滤，滤液用稀盐酸酸化至pH<5，蒸发浓缩、冰浴冷却结晶、过滤，冰水洗涤及干燥。