Question

【題目】實驗室以電鍍廢渣(Cr2O3、CuO、Fe2O3及CaO)為原料制取銅粉和K2Cr2O7的主要流程如下：

(1) “酸浸”時，用硫酸而不用鹽酸，這是因為______________(從浸取產物的溶解性考慮)。

(2) “制銅氨液”，即制取[Cu(NH3)4]SO4溶液時，采用8 mol·L－1氨水，適量30% H2O2，并通入O2，控制溫度為55 ℃。溫度不宜過高，這是因為______________________。

(3) “沉CuNH4SO3”時可用如下裝置(夾持、加熱儀器略)：

①制取SO2的化學方程式為______________________。

②“沉CuNH4SO3”時，反應液需控制在45 ℃，合適的加熱方式是________________。

③反應完成的實驗現象是____________________________。

(4) 設計以“Cr(OH)3、Fe(OH)3”的混合物為原料，制取K2Cr2O7的實驗方案：將Cr(OH)3、Fe(OH)3的混合物加入燒杯中，加適量的水調成漿狀，_________________，冰水洗滌及干燥。

(已知：①堿性條件下，H2O2可將＋3價的Cr氧化為CrO42-；酸性條件下，H2O2可將＋6價的Cr還原為＋3價的Cr；＋6價的Cr在溶液pH<5時，主要以Cr2O72-的形式存在；在pH>7時，主要以CrO42-的形式存在。

②部分物質溶解度曲線如圖所示：

③實驗中必須使用的試劑：KOH溶液、10%H2O2溶液、稀鹽酸)

Answer 1

【答案】硫酸可將CaO轉化為CaSO4渣而除去 溫度過高會加速NH3的揮發、加速H2O2的分解、“銅氨液”會分解生成Cu(OH)2(答出一點即可) Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 45 ℃的水浴加熱 上層清液由深藍色逐漸變為幾乎無色 在不斷攪拌下加入適量KOH溶液，再加入過量的10% H2O2溶液，維持pH大于7，充分反應后，煮沸(除去過量的H2O2)，靜置、過濾，濾液用稀鹽酸酸化至pH<5，蒸發濃縮、冰浴冷卻結晶、過濾

【解析】

電鍍廢渣(Cr2O3、CuO、Fe2O3及CaO)用硫酸酸浸，殘渣為CaSO4 等溶解度不大的物質，溶液中有Cr3＋、Cu2＋、Fe3＋，加適量Na2S 溶液，過濾，濾液中Cr3＋、Fe3＋，處理生成Fe(OH)3 Cr(OH)3，除去Fe(OH)3，制備K2Cr2O7；濾渣CuS沉淀，采用8 mol·L－1氨水，適量30% H2O2，并通入O2，制取銅氨溶液，通SO2，“沉CuNH4SO3”，同時生成銅粉。

(1) “酸浸”時，用硫酸而不用鹽酸，這是因為硫酸可將CaO轉化為CaSO4渣而除去。

(2) “制銅氨液”，即制取[Cu(NH3)4]SO4溶液時，溫度不宜過高，這是因為 溫度過高會加速NH3的揮發、加速H2O2的分解、“銅氨液”會分解生成Cu(OH)2(答出一點即可)；

(3) ①銅與濃硫酸加熱生成SO2、硫酸銅和水，化學方程式為 Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 。

②要控制100℃以下的加熱溫度，且受熱均勻，可選用水浴加熱；“沉CuNH4SO3”時，反應液需控制在45 ℃，合適的加熱方式是：45 ℃的水浴加熱。

③[Cu(NH3)4]SO4溶液呈藍色，通入SO2 反應生成CuNH4SO3和Cu，反應完成的實驗現象是上層清液由深藍色逐漸變為幾乎無色。

(4) 制取K2Cr2O7的實驗方案：將Cr(OH)3、Fe(OH)3的混合物加入燒杯中，加適量的水調成漿狀，在不斷攪拌下加入適量KOH溶液，再加入過量的10% H2O2溶液，維持pH大于7，充分反應后，煮沸(除去過量的H2O2)，靜置、過濾，濾液用稀鹽酸酸化至pH<5，蒸發濃縮、冰浴冷卻結晶、過濾，冰水洗滌及干燥。