Question

【題目】某工廠的電鍍污泥中含有銅、鐵等金屬化合物。為實現資源的回收利用并有效防止環境污染，設計如下工藝流程：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2
開始沉淀的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________________，調pH的最適宜范圍為________________。

（2）調pH過程中加入的試劑最好是___________。

A. NaOH B. CuO C.NH3·H2O D.HCl

（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，寫出該反應的化學方程式_________。

（4）過濾后的沉淀表面通常附著有一些雜質離子，為得到純凈產物，需要進行洗滌，確定沉淀洗滌干凈的操作及現象是_________。

（5）稱取所制備的CuCl樣品0.2500g置于一定量的0.5mol·L-1FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加水20mL，用0.1000 mol·L-1的Ce(SO4)2溶液滴定，到達終點時消耗Ce(SO4)2溶液25.00mL。有關的化學反應為Fe3++CuCl=Fe2++Cu2++Cl-，Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+。計算該CuCl樣品的質量分數__________。

Answer 1

【答案】 將Fe2+氧化成Fe3＋，便于調整pH值與Cu2+分離 3.2-4.4 B 除凈溶液中的H2O2，避免影響下一步CuCl的生成 2CuSO4＋2NaCl＋Na2SO3＋H2O＝2CuCl↓＋2Na2SO4＋H2SO4 取最后一次洗滌液，加入BaCl2溶液，如出現白色沉淀，未洗滌干凈，反之洗滌干凈 99.50%

【解析】（1）電鍍污泥中含有銅、鐵等金屬化合物，酸浸后主要是溶解銅、鐵等金屬化合物，雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質，Fe2+具有還原性，酸浸后加入H2O2，Fe2+能被雙氧水氧化為高價離子，便于調整pH值與Cu2+分離，調pH步驟中加入的試劑最好是加入某種物質除去溶液中的酸且不引進新的雜質，所以要加入氧化銅或氫氧化銅或碳酸銅，當溶液的pH值4.4時，銅離子開始出現沉淀，當溶液的pH值為3.2時，三價鐵離子沉淀完全，銅離子未產生沉淀，從而使三價鐵離子和銅離子分離，因此調pH的最適宜范圍為3.2～4.4；（2）根據以上分析可知調pH過程中加入的試劑最好是氧化銅，答案選B；（3）過氧化氫加熱分解為水和氧氣，將溶液中過量的H2O2除去可避免影響下一步CuCl的生成；因為CuSO4中+2價的銅能把Na2SO3中+4價的硫氧化成+6價的硫，向CuSO4溶液中加入一定量的NaCl、Na2SO3時生成白色的CuCl沉淀，反應的化學方程式為2CuSO4＋2NaCl＋Na2SO3＋H2O＝2CuCl↓＋2Na2SO4＋H2SO4；（4）過濾后的沉淀表面通常附著有硫酸根離子，因此確定沉淀洗滌干凈的操作及現象是取最后一次洗滌液，加入BaCl2溶液，如出現白色沉淀，未洗滌干凈，反之洗滌干凈；（4）設樣品中CuCl的質量為x，有關的化學反應為：Fe3++CuCl＝Fe2++Cu2++Cl-，Ce4++Fe2+＝Fe3++Ce3+，則由化學反應方程式可知：

CuCl～～～Fe2+～～～Ce4+

1 1

n（CuCl） 25.00×10-3L×0.1000 mol/L

所以n（CuCl）=2.50×10-3mol，則該樣品CuCl的質量為2.50×10-3mol×99.5g/mol＝0.24875g，所以0.2500g該樣品CuCl的質量分數為0.24875g/0.2500g×100%=99.50%。