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专题24沉淀洗涤专练1.某矿渣的成分为Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2,工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下:已知:①Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:请回答下列问题:(1)操作1主要包括:、、。洗涤CuSO4•5H2O粗产品不能用大量水洗,而用冰水洗涤。原因是。2.软锰矿中含MnO2约70%,SiO2约20%,Al2O3约4%,其余为水分;闪锌矿中含ZnS约80%,FeS、CuS、SiO2共约7%,其余为水分。科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺,制取Zn、MnO2和Na2SO4。其工艺流程如下:(1)Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲线(g/100g水)如图,则IV中得到Na2SO4固体的操作是:将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液升温结晶、、用乙醇洗涤后干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是;3.绿矾(FeSO4·7H2O)可用于色谱分析剂、净水、照相制版等方面。下面是以铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的一种方法:己知:在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时溶液的pH为5.5。(1)操作IV的顺序依次为:、冷却结晶、。(2)操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;②。4.二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体{K2[Cu(C2O4)2]·2H2O}制备流程如下:(已知:H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O)(1)制备CuO:CuSO4溶液中滴入NaOH溶液,加热煮沸、冷却、双层滤纸过滤、洗涤。①用双层滤纸过滤的原因是。②用蒸馏水洗涤氧化铜时,如何证明氧化铜已洗涤干净。5.工业上利用铬铁矿(FeOCr2O3)冶炼铬的工艺流程如下:(1)操作I包括过滤与洗涤,简述实验室中洗涤沉淀的操作:__________________。(2)Cr(OH)3和Al(OH)3类似,也是两性氢氧化物,写出Cr(OH)3溶于浓氢氧化钠溶液的离子方程式________________________________。6.FePO4是一种难溶于水的白色固体,可作金属防腐剂,也可用于制备电动汽车电池的正极材料LiFePO4。实验室利用FeSO4·7H2O和H3PO4(弱酸)制备FePO4、LiFePO4流程如下图:回答下列问题:(1)①洗涤FePO4沉淀的操作是__________________________________________________。②若经多次洗涤后所得“FePO4”仍呈棕色,则“FePO4”最可能混有的杂质是___________。7.某混合物A含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化:据此回答下列问题:(1)I、II、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是_________;获得沉淀后,要对沉淀进行洗涤,请简述洗涤沉淀的操作是______________________________________。8.氯化亚铜是一种重要的化工原料,广泛应用于有机合成、石油、油脂、染料等工业。一种利用低品位铜矿(Cu2S、CuS及FeO和Fe2O3等)为原料制取CuCl的工艺流程如下:回答下列问题:(1)步骤Ⅶ获得CuCl晶体需经过滤、洗涤、干燥。洗涤时,常有无水乙醇代替蒸馏水做洗涤剂的优点是______________(写一点)。9.某研究性小组用含铬废水制取具有强氧化性的重铬酸钾(K2Cr2O7),实验方案如下:已知:①Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+②金属离子沉淀的PH如下:离子开始沉淀的PH沉淀完全的PHCr3+4.96.8Fe3+1.54.1③不同温度下化合物的溶解度如下:物质溶解度/(g/110g水)0℃40℃80℃K2SO47.414.821.4K2Cr2O74.726.373请回答:(1)操作A的名称是____,加入硫酸的目的是_____。(2)操作B由多步组成,获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:蒸发浓缩、操作1、洗涤1、操作2、抽滤、洗涤2、干燥。则下列说法正确的是__________。A.操作1和操作2分别是趁热过滤和冷却结晶B.洗涤1和洗涤2所用的洗涤剂分别为0℃的冷水和80℃的热水C.当溶液出现过饱和现象时,振荡容器或用玻璃棒轻轻摩擦器壁均可促使晶体析出D.进行洗涤2操作时,可用摩尔盐[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]标准溶液滴定,反应的离子方程式:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O10.某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染,设计如下工艺流程:沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2开始沉淀的pH2.37.64.4完全沉淀的pH3.29.76.4(1)过滤后的沉淀表面通常附着有一些杂质离子,为得到纯净产物,需要进行洗涤,确定沉淀洗涤干净的操作及现象是_________。11.工业上以软锰矿(主要成分是MnO2,含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下图所示:(1)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成,温度对“浸锰”反应的影响如图所示,为减少MnS2O6的生成,“浸锰”的适宜温度是____________________________________。(2)生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤,检验沉淀是否洗涤干净的方法是_________________________________________________________________________。12.ZrO2常用作陶瓷材料,可由锆英砂(主要成分为ZrSiO4,也可表示为ZrO·SiO2,还含少量Fe2O3、A12O3、SiO2等杂质)通过如下方法制取。已知:ZrO2能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3,Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2+。(1)过滤III所得滤液含有NH4Cl,向其中加入CaCO3粉末并加热,可得到两种气体。该反应的离子方程式为_______________。(2)为得到纯净的ZrO2,Zr(OH)4需要洗涤,检验Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是______________。13.三盐(3PbO·PbSO4·H2O,相对分子质量为990)可用作聚氯乙烯的热稳定剂,不溶于水。以200.0t铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如下图所示。已知:Ksp(PbSO4)=1.82×l0-8;Ksp(PbCO3)=l.46×l0-13。回答下列问题:(1)流程中可循环利用的物质是_________;洗涤操作时,检验沉淀是否洗涤干净的方法是________。14.锂被誉为“金属味精”,以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β-锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下:已知:①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2开始沉淀pH2.73.79.6完全沉淀pH3.74.711②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表:温度/℃010205075100Li2CO3的溶解度/g1.5391.4061.3291.1810.8660.728请回答下列问题:(1)反应Ⅳ生成Li2CO3沉淀,写出在实验室中得到Li2CO3沉淀的操作名称,洗涤所得Li2CO3沉淀要使用(选填“热水”或“冷水”),你选择的理由是15.草酸铝是一种不溶于水和醇,溶于强酸的白色粉末,是重要的媒染剂。某化学兴趣小组设计实验从废弃铝—空气海水电池中回收铝并制备草酸铝晶体。【实验过程】(一)铝的回收①称取16.0g废弃电池原料;②用98.3%的硫酸进行酸浸、稀释、除杂、过滤;③将滤液蒸干得到硫酸铝固体mlg.(二)草酸铝的制备④配制250mL0.20mol/L的硫酸铝溶液;⑤量取0.10mol/L的草酸铵溶液20.00mL,并加入一定量的分散剂,缓缓加入配制的硫酸铝溶液25.00mL,搅拌lh;⑥沉化、抽滤、洗涤、干燥、称量固体质量为m2g。【问题讨论】(1)在用98.3%的硫酸进行酸浸时,浸出率与条件的关系如图所示:由图可知浓硫酸为浸取剂的最佳条件为________。(2)步骤⑥中洗涤晶体时先用蒸馏水再用乙醇洗涤,这样洗涤的原因是_______。16.某工厂酸性废液中含有Fe3+、Al3+、Fe2+、SO42-,以该废液为原料制备Fe2O3的工艺流程如下(部分操作和条件略):已知:①NH4HCO3在热水中会分解。②常温下,溶液中不同金属离子生成氢氧化物沉淀时的pH见下表:金属离子(0.1mol·L-l)Fe3+Fe2+Al3+开始沉淀时的pH2.47.63.4完全沉淀时的pH3.79.64.8回答下列问题:(1)加入碳酸氢铵后过滤,发现滤液仍然浑浊,可能的原因是_________________________,用90℃热水洗涤FeCO3沉淀的目的是______________________________________。17.钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料,其制备工艺流程如下图所示:(1)“混合溶液”环节,钛元素在不同pH下主要以种形式存在,如上图所示。实际制备工艺中,先用氨水调节混合溶液的pH于2.5~3之间,再进行“沉淀”,则上图中曲线a对应钛的形式为______填化学符号);写出“沉淀”时的离子方程式:_____。(2)草酸氧钛钡晶体经蒸馏水数次洗涤后,证明它已被洗涤干净的实验方案为_____。18.氧化铬(Cr2O3)主要用于冶炼金属铬、有机化学合成的催化剂等。工业上是以铬铁矿[主要成份为Fe(CrO2)2,还含有Al2O3、SiO2等杂质]为主要原料进行生产,其主要工艺流程如下:(1)操作I包括过滤与洗涤,简述实验室中洗涤沉淀的操作:___________。(2)硫磺在与铬酸钠的反应中转化为硫代硫酸钠,反应的离子方程式为__________。滤渣中除Al(OH)3外还有__________(填化学式)。19.绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血的特效药。下面是以商品级纯度铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的一种方法:已知:在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。(1)操作Ⅳ的顺序依次为_________、冷却结晶、_________。(2)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;②__________。20.三草酸合铁(Ⅲ)酸钾是制备负载活性催化剂的主要原料。加热至110℃时失去结晶水,230℃时分解。极易感光,室温下光照变为黄色:2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O2FeC2O4·2H2O+3K2C2O4+2CO2↑+2H2O已知:物质名称化学式相对分子质量颜色溶解性三草酸合铁(Ⅲ)酸钾K3[Fe(C2O4)3]·3H2O491翠绿色可溶于水,难溶于乙醇草酸亚铁FeC2O4·2H2O180黄色难溶于水,可溶于酸某同学对三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备及组成进行了实验探究。回答下列问题:(一)三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备(ⅰ)称取4.50gFeC2O4·2H2O固体,加入饱和K2C2O4溶液中,用滴管慢慢加入3%H2O2溶液,不断搅拌,并保持温度在40℃左右。充分反应后,沉淀转化为氧氧化铁。(ⅱ)加热至沸腾,滴加1mol的草酸溶液至沉淀溶解。用草酸或草酸钾调节溶液pH=4-5(ⅲ)小火加热浓缩,冷却结晶,过滤,先用少量冰水洗涤,再用无水乙醇洗涤,低温干燥后称量,得到9.80g翠绿色晶体。(1)完成步骤(i)发生反应的离子方程式:____FeC2O4·2H2O+______C2O42-+____H2O2=___Fe(
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