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). 去除廢料表面的油汙    (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汙；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*，從而達到去除油汙的目的，其作用是去除廢料表面的油汙，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：去除廢料表面的油汙；；

(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