题目

题型：不详难度：来源：

（16分）胆矾是一种重要工业用盐，如电镀工业用作全光亮酸性镀铜主盐和铜离子添加剂。印染工业用作媒染剂和精染布的助氧剂。农业上作为***菌剂。某研究小组拟用废旧铜器（主要杂质为含铁的化合物）来制备胆矾。设计流程如下：

pH值控制可参考下列数据

物质	开始沉淀时的pH值	完全沉淀时的pH值
氢氧化铁	2.7	3.7
氢氧化亚铁	7.6	9.6
氢氧化铜	5.2	6.4

请根据上述流程回答下列问题：
（1）试剂A可选用_____（填字母）。
a．稀H₂SO₄      b．浓H₂SO₄      c．浓FeCl₃溶液      d．浓HNO₃
（2）第②步加入H₂O₂溶液发生的反应的离子方程式为：_____________________________。
（3）第③步中所加试剂B为________（填化学式）。调节溶液的pH合适的范围是__________。
（4）操作⑤通常加H₂SO₄调节pH＝1是为了：______________________________________。
（5）本流程中多次用到过滤操作，该操作主要用到的玻璃仪器为：       _______________，操作⑥的主要步骤为：        、         。
（6）某同学认为上述流程中所加的试剂A并不理想，需作改进，其理由是______________
__________________________________________________________。请你帮助提出一条改进方案____________              。

答案

（1）b；
（2）2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O  （2分）
（3）CuO或Cu(OH)₂或Cu₂(OH)₂CO₃等合理答案。（1分）    PH：3.7—5.2（2分）
（4）抑制Cu²⁺水解
（5）漏斗、烧杯、玻璃棒等；（2分）   蒸发浓缩，冷却洁净（各1分）
（6）产生污染环境的二氧化硫，硫酸利用率低；（2分）加热，并在稀硫酸中通入氧气。（2分）

解析

本题来源于真实的化工工艺，废旧电器的综合得用。以废旧铜器为原料，制备重要工业用盐胆矾为主线，综合考查元素化合物的性质、离子反应、沉淀的生成和溶解、过滤、溶液酸碱性(pH)的应用、盐类水解、重结晶等基础知识；考查学生调控化学实验条件的能力、观察和分析图表的能力。
从流程来看①是加入浓硫酸，将铜溶解为铜离子，同时铁的化合物以二价或三价进入溶液。第②步加入H₂O₂溶液，将二价铁氧化为三价铁，第③步再加入CuO调pH到3.7～5.2之间，过滤除去氢氧化铁（滤渣），铜离子留在溶液。为了防止铜离子在加热浓缩时水解，加入硫酸控制酸度，抑制水解。当溶液浓缩到一定程度，冷却即可结晶出胆矾，过滤即得产品。第（6）小题要求较高，主要是考查考生对简单实验设计的评价或改进的能力。从绿色化学理念来看，加入浓硫酸与铜反应会产生污染环境的二氧化硫，硫酸利用率也较低；可考虑在加热的条件下，加入稀硫酸，同时通入氧气。上述问题得以解决。本小问回答有一定的开放性，给不同水平的考生以施展能力的空间。