Fe3+ | Cu2+ | Cr3+ | |
開始沉淀pH | 2.1 | 4.7 | 4.3 |
完全沉淀pH | 3.2 | 6.7 | a |
分析 向泥料中加入稀硫酸,發(fā)生反應(yīng)Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O,然后過濾得到濾渣I和濾液I,濾液I中溶質(zhì)為Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3、CuSO4,向?yàn)V液中加入Ca(OH)2,并調(diào)節(jié)溶液pH,根據(jù)流程圖中濾液II中含有Cr3+、Cu2+,不含 Fe3+,說明濾渣II中含有Fe(OH)3,硫酸鈣屬于微溶物,所以沉淀II成分為Fe(OH)3、CaSO4,要使Cr3+、Cu2+不沉淀而Fe3+發(fā)生沉淀,根據(jù)離子生成沉淀需要pH值知,溶液的pH范圍為3.2-4.3之間;向?yàn)V液中加入NaHSO3,亞硫酸氫鈉具有還原性、銅離子具有氧化性,二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和磚紅色沉淀Cu2O,硫酸和亞硫酸氫根離子反應(yīng)生成二氧化硫,離子方程式為2H2O+HSO3-+2Cu2+=Cu2O↓+SO42-+5H+、HSO3-+H+=SO2↑+H2O,過濾得到Cu2O,向?yàn)V液中加入NaOH并調(diào)節(jié)溶液pH,發(fā)生反應(yīng)Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓,濾液IV中含有NaOH、Na2SO4,據(jù)此分析解答.
解答 解:向泥料中加入稀硫酸,發(fā)生反應(yīng)Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O,然后過濾得到濾渣I和濾液I,濾液I中溶質(zhì)為Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3、CuSO4,向?yàn)V液中加入Ca(OH)2,并調(diào)節(jié)溶液pH,根據(jù)流程圖中濾液II中含有Cr3+、Cu2+,不含F(xiàn)e3+,說明濾渣II中含有Fe(OH)3,硫酸鈣屬于微溶物,所以沉淀II成分為Fe(OH)3、CaSO4,要使Cr3+、Cu2+不沉淀而Fe3+發(fā)生沉淀,根據(jù)離子生成沉淀需要pH值知,溶液的pH范圍為3.2-4.3之間;向?yàn)V液中加入NaHSO3,亞硫酸氫鈉具有還原性、銅離子具有氧化性,二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和磚紅色沉淀Cu2O,硫酸和亞硫酸氫根離子反應(yīng)生成二氧化硫,離子方程式為2H2O+HSO3-+2Cu2+=Cu2O↓+SO42-+5H+、HSO3-+H+=SO2↑+H2O,過濾得到Cu2O,向?yàn)V液中加入NaOH并調(diào)節(jié)溶液pH,發(fā)生反應(yīng)Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓,濾液IV中含有NaOH、Na2SO4,
(1)通過以上分析知,濾液I中溶質(zhì)成分為Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3、CuSO4,
故答案為:Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3、CuSO4;
(2)Fe3+完全沉淀需要的pH≥3.2,pH=4.3時Cr3+開始產(chǎn)生沉淀,要使鐵離子完全沉淀而其它離子不沉淀,則pH范圍為:3.2≤pH<4.3,通過以上分析知,沉淀II成分為Fe(OH)3、CaSO4,
故答案為:3.2≤pH<4.3; Fe(OH)3、CaSO4;
(3)亞硫酸氫鈉具有還原性、銅離子具有氧化性,二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和磚紅色沉淀Cu2O,硫酸和亞硫酸氫根離子反應(yīng)生成二氧化硫,離子方程式為2H2O+HSO3-+2Cu2+=Cu2O↓+SO42-+5H+、HSO3-+H+=SO2↑+H2O,
故答案為:2H2O+HSO3-+2Cu2+=Cu2O↓+SO42-+5H+、HSO3-+H+=SO2↑+H2O;
(4)當(dāng)離子濃度≤1×10-5mol•L-1時,可以認(rèn)為離子沉淀完全,若要使Cr3+完全沉淀,則c(Cr3+)≤1×10-5mol•L-1,c(OH-)=$\root{3}{\frac{Ksp}{c(Cr{\;}^{3+})}}$=$\root{3}{\frac{6.3×10{\;}^{-31}}{10{\;}^{-5}}}$mol/L=4.0×10-9 mol/L,c(H+)=$\frac{10{\;}^{-14}}{4.0×10{\;}^{-9}}$=2.5×10-6mol/L,則溶液的pH=-lg2.5×10-6=5.6,
故答案為:5.6;
(5)Cr2O3和Al高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成氧化鋁和Cr,反應(yīng)方程式為Cr2O3+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al2O3+2Cr,故答案為:Cr2O3+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al2O3+2Cr.
點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的分離和提純綜合應(yīng)用,為高考高頻點(diǎn),涉及難溶物的溶解平衡、金屬冶煉、基本實(shí)驗(yàn)操作等知識點(diǎn),側(cè)重考查分析、計(jì)算及實(shí)驗(yàn)操作能力,熟悉流程圖中涉及的反應(yīng)、基本操作,難點(diǎn)是溶度積常數(shù)計(jì)算.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
選項(xiàng) | 操 作 | 現(xiàn) 象 | 結(jié) 論 |
A | 向溶液X中滴加NaOH濃溶液,加熱,將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口 | 試紙變藍(lán) | 溶液X中有NH4+ |
B | 將過量過氧化鈉固體投入紫色石蕊試液中 | 溶液變成紅色 | 過氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉,溶液呈堿性 |
C | 將水蒸氣通過灼熱的鐵粉 | 粉末變紅 | 鐵與水在高溫下發(fā)生反應(yīng) |
D | 常溫下,將銅放入濃硫酸中 | 無明顯變化 | 銅在冷的濃硫酸中鈍化 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
H2C2O4 | KHC2O4 | K2C2O4 | |
pH | 2.1 | 3.1 | 8.1 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | Al3+、K+、SO42-、Cl-、Al[(OH)4]- | B. | Al3+、Na+、Cl-、SO42-、NO3- | ||
C. | Na+、K+、SO42-、NO3-、Cl- | D. | Fe2+、H+、Br-、NO3-、Cl- |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 無色氣體,難溶于水,密度比空氣略小 | |
B. | 乙烯燃燒時,火焰明亮,同時產(chǎn)生黑煙 | |
C. | 與溴水發(fā)生取代反應(yīng)而使溴水褪色 | |
D. | 乙烯的產(chǎn)量標(biāo)志著一個國家的石油化工水平 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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