垃圾分類正在全國逐漸推廣,垃圾資源化是可持續、綠*發展的重要途徑。由金屬廢料(主要含鐵、銅和它們的氧化物)製得...
問題詳情:
垃圾分類正在全國逐漸推廣,垃圾資源化是可持續、綠*發展的重要途徑。由金屬廢料(主要含鐵、銅和它們的氧化物)製得鹼式碳*銅和摩爾鹽[(NH4)2SO4·FeSO4·xH2O]的工藝流程如圖所示:
已知:Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,一般認為某離子濃度小於或等於10-5mol/L時,該離子轉化或去除完全。
請回答下列問題:
(1)熱純鹼的作用是__,H2O2的電子式為__。
(2)調pH步驟可選用的試劑為__。
A.CuO B.Cu(OH)2 C.Fe2O3 D.Fe(OH)3
(3)若所得溶液中c(Cu2+)=0.22mol·L-1,則需要調節的pH範圍是__。
(4)溶液1經過加熱、蒸發至__時,自然冷卻即可得到晶體,然後抽濾,用酒精洗滌晶體,酒精洗滌的目的是__。
(5)寫出該流程中生成鹼式碳*銅的離子方程式__。
(6)取3.92g摩爾鹽產品,在隔絕空氣的條件下加熱至135°C時完全失去結晶水,此時固體質量為2.84g,則該摩爾鹽結晶水個數x=__。
【回答】
(1). 去除廢料表面的油污 (2). (3). AB (4). 3~4.5 (5). 溶液表面出現晶膜(或溶液中出現晶體) (6). 除去晶體表面水分 (7). 2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2HCO3-(或2Cu2++2CO32-+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑) (8). 6
【解析】
加入熱的純鹼液,金屬廢料(主要含鐵、銅和它們的氧化物)中的主要成分都不發生反應,所以熱的純鹼液的作用只能是去除油污;加入H2SO4、H2O2,鐵及氧化物溶解並轉化為Fe3+,銅及氧化物溶解生成Cu2+;調pH將Fe3+轉化為Fe(OH)3沉澱,用硫*溶解生成硫*鐵,再加入還原鐵粉轉化為硫*亞鐵,加入硫*銨最後得摩爾鹽。濾液中含有Cu2+,加入Na2CO3溶液發生雙水解反應生成Cu2(OH)2CO3。
【詳解】(1)由以上分析可知,利用熱的純鹼溶液水解使溶液呈較強的鹼*,從而達到去除油污的目的,其作用是去除廢料表面的油污,H2O2為共價化合價,既存在O-H共價鍵,又存在O-O共價鍵,其電子式為。*為:去除廢料表面的油污;;
(2)調pH的目的,是將Fe3+轉化為Fe(OH)3沉澱,同時不引入新的雜質,可選擇CuO、Cu(OH)2,所以可選用的試劑為AB。*為:AB;
(3) Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38,c(Fe3+)=10-5mol/L,c(OH-)=10-11mol/L,pH=3;若所得溶液中c(Cu2+)=0.22mol·L-1,利用Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,可求得c(OH-)==mol/L,pH=-lg(×10-5)=4.5,則需要調節的pH範圍是3~4.5。*為:3~4.5;
(4)從溶液1中獲得摩爾鹽晶體,需經過加熱、蒸發至溶液表面出現晶膜(或溶液中出現晶體)時;自然冷卻即可得到晶體,然後抽濾,為防烘乾時晶體失去結晶水,所以不能採用烘乾的方法,而應用酒精洗滌晶體,酒精洗滌的目的是除去晶體表面水分。*為:溶液表面出現晶膜(或溶液中出現晶體);除去晶體表面水分;
(5)該流程中Cu2+,加入Na2CO3溶液,利用部分離子發生雙水解反應生成Cu2(OH)2CO3,離子方程式為2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2HCO3-(或2Cu2++2CO32-+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑)。*為:2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2HCO3-(或2Cu2++2CO32-+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑);
(6)m[(NH4)2SO4·FeSO4]= 2.84g,n[(NH4)2SO4·FeSO4]==0.01mol,m(H2O)= 3.92g-2.84g=1.08g,n(H2O)==0.06mol,則該摩爾鹽結晶水個數x==6。*為:6。
【點睛】在進行結晶水數目的計算時,也可先求出晶體的相對分子質量,然後求結晶水的個數。即
n[(NH4)2SO4·FeSO4]==0.01mol,n[(NH4)2SO4·FeSO4·xH2O]==392g/mol,
132+152+18n=392,n=6。
知識點:金屬元素的單質及其化合物
題型:綜合題