高中化学总复习考点知识讲解专题练习58--沉淀洗涤

1/17高中化学总复习考点知识讲解专题练习高中化学总复习考点知识讲解专题练习高中化学总复习考点知识讲解专题练习高中化学总复习考点知识讲解专题练习58沉淀洗涤沉淀洗涤沉淀洗涤沉淀洗涤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。【答案】（1）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失；【解析】（1）从硫酸铜溶液中制取硫酸铜晶体的操作1主要包括：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。洗涤CuSO4•5H2O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是CuSO4溶液溶解于水，而且温度越高，溶解度越大。若用冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失。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：2/17（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；【答案】（1）趁热过滤（2分）防止形成Na2SO4·10H2O（2分）【解析】（1）读图，硫酸钠的溶解度随温度降低逐渐增大，而十水硫酸钠的溶解度随温度降低明显减小，由此说明从IV溶液中制取硫酸钠固体的方法是蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥，而制取十水硫酸钠固体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥；用乙醇洗涤硫酸钠固体时，不会析出十水硫酸钠，用水洗涤硫酸钠固体时，随着温度的降低，硫酸钠溶解度增大，容易洁净析出十水硫酸钠固体。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、。3/17（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。【答案】（1）蒸发浓缩过滤（2）降低绿矾的溶解度，减少绿矾的损失【解析】FeSO4溶液，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4·7H2O晶体。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。【答案】（1）①防止CuO颗粒穿过滤纸②取最后一次洗涤液，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，说明洗涤干净【解析】（1）①从过滤的目的为了除尽不溶的固体，用双层滤纸的可能原因是防止CuO颗粒穿过滤纸;从过滤时滤纸易破损，用双层滤纸的可能原因是防止滤纸破损，故答案为:防止CuO颗粒穿过滤纸或者防止滤纸破损;②可以检验是否存在硫酸根离子来检验是否洗涤干净，具体方法是:取最后一次洗涤滤液，滴入BaCl2溶液，若无白色沉淀说明已洗涤干净，故答案为:取最后一次洗涤滤液，滴入BaCl2溶液，若无白色沉淀说明已洗涤干净。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________________________________。【答案】（1）将蒸馏水沿玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸没沉淀，待水流尽后，再重复操作2~3次（2）Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O【解析】（1）过滤后得到的沉淀必须在过滤器中完成，所以实验室中洗涤沉淀的操作将蒸馏水沿玻璃棒慢4/17慢倒入漏斗中浸没沉淀，待水流尽后，再重复操作2~3次；（2）Cr(OH)3和Al(OH)3类似，也是两性氢氧化物。氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，因此Cr(OH)3溶于浓氢氧化钠溶液反应生成的是NaCrO2和水，反应的离子方程式为Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O。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___________。【答案】向漏斗中加入蒸馏水刚好浸没沉淀，待水流尽，重复操作2﹣3次Fe(OH)3【详解】(1)①洗涤FePO4沉淀的操作是向漏斗中加入蒸馏水刚好浸没沉淀，待水流尽，重复操作2﹣3次；②Fe(OH)3是一种红褐色的固体，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Fe(OH)3。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______________________________________。【答案】过滤(沿玻璃棒)向漏斗中注入蒸馏水，至浸没沉淀后，待水自然流下，重复操作2-3次。【解析】由流程可知，Al2O3和Fe2O3不溶于水，则沉淀C为Al2O3和Fe2O3，氧化铁与碱不反应，则沉淀D为Fe2O3，反应②③中生成的沉淀为Al(OH)3，氢氧化铝受热分解生成氧化铝，则B为Al2O3，反应②为KAl(SO4)2、氨水的反应，则溶液E为K2SO4、(NH4)2SO4和NH3·H2O。5/17(1)根据以上分析可知I、II、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是过滤；获得沉淀后，要对沉淀进行洗涤，洗涤在过滤器中进行，则洗涤沉淀的操作是(沿玻璃棒)向漏斗中注入蒸馏水，至浸没沉淀后，待水自然流下，重复操作2-3次。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)。【答案】避免CuCl溶于水而损失(或防止被氧化，或缩短干燥时间降低能耗，或其他合理答案）【解析】(1)用无水乙醇代替蒸馏水做洗涤剂可以避免CuCl溶于水而损失。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+1.54.16/17③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++7H2O【答案】抽滤（或过滤）将K2CrO4转化为K2Cr2O7AC【解析】（1）操作A的目的是除去固体氢氧化铁，所以操作A是过滤；加入硫酸Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+平衡逆向移动，将K2CrO4转化成K2Cr2O7；（2）A.K2CrO4的溶解度受温度影响大，为获得K2Cr2O7晶体，操作1和操作2分别是趁热过滤和冷却结晶，故A正确；B.为防止沉淀溶解，洗涤1和洗涤2所用的洗涤剂为0℃的冷水，故B错误；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可打破平衡，促使晶体析出，故C正确。10．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)27/17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_________。【答案】取最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，如出现白色沉淀，未洗涤干净，反之洗涤干净【解析】（1）过滤后的沉淀表面通常附着有硫酸根离子，因此确定沉淀洗涤干净的操作及现象是取最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，如出现白色沉淀，未洗涤干净，反之洗涤干净。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___________________________________________________________________________。【答案】90℃取1～2mL最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净【解析】(1)由图可以知道，90℃时，MnS2O6的生成率低，锰浸出率高，温度再高，变化不大，则“浸锰”的适宜温度是90℃，因此，本题正确答案是：90℃；(2)生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，若未洗涤干净，洗涤液中含有硫酸根离子，故检验洗涤液中是否含有硫酸根即可，方法为：取1～2mL最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无8/17白色沉淀产生，则表明已洗涤干净，因此，本题正确答案是:：取1～2mL最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净。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_________