Question

6．废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境．实验室利用废旧钢片回收铜并制备绿矾晶体（FeSO₄•7H₂O）的部分实验过程如下：

己知：I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^-
（1）①A中溶解时反应的化学方程式是Cu+H₂SO₄+H₂O₂=CuSO₄+2H₂O；铜片完全溶解后，需要将溶液中的H₂O₂除去．
（2）某学习小组用“间接碘量法”测定试样A中Cu²⁺的浓度（不含能与I^-发生反应的杂质）．过程如下：准确量取一定体积的试样于锥形瓶中，加入过量KI固体，充分反应后，用Na₂S₂O₃标准液滴定生成的I₂，记录到达滴定终点时，消耗Na₂S₂O₃标准液的体积．
可选用淀粉作滴定指示剂，滴定终点的现象是溶液由蓝色褪为无色；若滴定前溶液中的H₂O₂没有除尽，所测定的Cu²⁺含量将会偏高（填“偏高”、“偏低”或“不变”）．
（3）以CuSO₄溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是BDE；
A．电能全部转化为化学能      B．粗铜接电源正极，发生氧化反应
C．溶液中Cu²⁺向阳极移动      D．利用阳极泥可以回收Ag、Pt、Au 等金属
E．电解后CuSO₄溶液浓度减小   F．阳极减轻的质量等于阴极增加的质量
（4）从滤液B中制取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降低洗涤过程中FeSO₄•7H₂O的损耗．

Answer 1

分析 由制备实验流程可知，废旧钢片回收铜并制备绿矾晶体，先清洗后加过氧化氢，发生Cu+H₂SO₄+H₂O₂=CuSO₄+2H₂O，再加过量Fe，发生Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，过滤后滤液为B，主要含FeSO₄，然后蒸发浓缩、冷却结晶得到晶体．
（1）A中溶解时Cu与过氧化氢、稀硫酸发生氧化还原反应；
（2）碘遇淀粉变蓝，可利用淀粉为指示剂进行滴定，滴定前溶液中的H₂O₂没有除尽，消耗Na₂S₂O₃标准液的体积偏大；
（3）A．电解时电能转化为化学能，但能量不能完全转化；      
B．粗铜接电源正极，阳极失去电子；
C．电解时阳离子向阴极移动；     
D．阳极上Ag、Pt、Au 等金属不能失去电子；
E．电解时阳极Al、Zn、Cu失去电子，阴极上铜离子得到电子；
F．阳极减轻的质量为Al、Zn、Cu的质量，而阴极增加的质量为Cu的质量；
（4）从滤液B中制取绿矾晶体用少量冰水洗涤，降低温度防止晶体溶解．

解答 解：由制备实验流程可知，废旧钢片回收铜并制备绿矾晶体，先清洗后加过氧化氢，发生Cu+H₂SO₄+H₂O₂=CuSO₄+2H₂O，再加过量Fe，发生Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，过滤后滤液为B，主要含FeSO₄，然后蒸发浓缩、冷却结晶得到晶体．
（1）A中溶解时Cu与过氧化氢、稀硫酸发生氧化还原反应，发生的反应为Cu+H₂SO₄+H₂O₂=CuSO₄+2H₂O，故答案为：Cu+H₂SO₄+H₂O₂=CuSO₄+2H₂O；
（2）碘遇淀粉变蓝，可利用淀粉为指示剂进行滴定，滴定终点的现象是溶液由蓝色褪为无色，滴定前溶液中的H₂O₂没有除尽，消耗Na₂S₂O₃标准液的体积偏大，由电子守恒可知所测定的Cu²⁺含量将会偏高，
故答案为：淀粉；溶液由蓝色褪为无色；偏高；
（3）A．电解时电能转化为化学能，但电能不能完全转化为化学能，可能部分转化为热能，故A错误；      
B．粗铜接电源正极，阳极失去电子，发生氧化反应，故B正确；
C．电解时阳离子向阴极移动，则溶液中Cu²⁺向阴极移动，故C错误；     
D．阳极上Ag、Pt、Au 等金属不能失去电子，形成阳极泥，利用阳极泥可以回收Ag、Pt、Au 等金属，故D正确；
E．电解时阳极Al、Zn、Cu失去电子，阴极上铜离子得到电子，由Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu等可知电解后CuSO₄溶液浓度减小，故E正确；
F．阳极减轻的质量为Al、Zn、Cu的质量，而阴极增加的质量为Cu的质量，转移相同电子时二者质量不同，故F错误；
故答案为：BDE；
（4）从滤液B中制取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降低洗涤过程中FeSO₄•7H₂O 的损耗，
故答案为：降低洗涤过程中FeSO₄•7H₂O 的损耗．

点评 本题考查制备实验方案的设计及混合物分离提纯，为高频考点，把握制备流程中的反应、混合物分离方法为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大．