Question

粗CuO是將工業廢銅、廢銅合金等高溫焙燒而成的，雜質主要是鐵的氧化物及泥沙。以粗CuO為原料制備膽礬的主要流程如下：

已知Fe³⁺、Fe²⁺ 、Cu²⁺轉化為相應氫氧化物時，開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表：

	Fe3+	Fe2+	Cu2+
開始沉淀時的pH	2.7	7.6	5.2
完全沉淀時的pH	3.7	9.6	6.4

 
（1）加入3% H₂O₂之前必須進行操作Ⅱ，操作Ⅱ的名稱是                ；
H₂O₂參加反應的離子方程式為                                         。
（2）加稀氨水調節pH的目的是                                          ，pH應調至        范圍。下列物質可用來替代稀氨水的是         。
①NaOH       ②Fe₂O₃      ③CuO      ④Na₂CO₃
（3）經操作Ⅰ得到粗膽礬，操作Ⅲ得到精致膽礬。兩步操作相同，具體包括         、         、
過濾、        、干燥等步驟。

Answer 1

（12分，每空2分）（1）冷卻（1分）；      2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺＝ 2Fe³⁺ +2H₂O（2分）
（2）使Fe³⁺完全轉變成Fe(OH)₃沉淀（2分）；3.7～5.2 （2分） ；③（2分）
（4）蒸發濃縮（1分）、降溫結晶（1分）、洗滌（1分）

試題分析：（1）由于雙氧水不穩定，加熱易分解生成氧氣和水。由于在加入雙氧水之前溶液的溫度較高，所以加入3% H₂O₂之前必須進行冷卻操作。由于亞鐵離子沉淀的pH較大，所以必須將其氧化成鐵離子沉淀，因此加入雙氧水的目的是氧化亞鐵離子，反應的離子方程式為2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺＝ 2Fe³⁺ +2H₂O。
（2）要得到膽礬，就必須除去溶液中的鐵離子，則根據沉淀時的pH值可知，調節溶液pH的目的是使Fe³⁺完全轉變成Fe(OH)₃沉淀；鐵離子完全沉淀時的pH＝3.7，而銅離子開始沉淀時的pH＝5.2，所以溶液的pH應調節到3.7～5.2之間。由于在調節pH的同時，不能引入雜質，因此應該選擇氧化銅來調節溶液的pH，即答案選③。
（3）從溶液中析出膽礬晶體必須通過蒸發濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌、干燥等操作步驟。