Question

堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂C0₃]是一種用途廣泛的化工原料．工業(yè)上可用電子工業(yè)中刻蝕線路板的酸性廢液（主要成分有FeCl₃、CuCl₂、FeCl₂）制備，其制備過(guò)程如下：

查閱資料知，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的酸堿性可使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺生成沉淀的pH如下：

物質(zhì)	Cu（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀pH	6.0	7.5	1，4
沉淀完全pH	13	14	3.7

（1）氯酸鈉的作用是

 

；
（2）調(diào)節(jié)溶液A的pH范圍為

 

，可以選擇的試劑是

 

．（填序號(hào)）．
a．氨水    b．硫酸銅    c．氫氧化銅    d．碳酸銅
（3）反應(yīng)B的溫度要控制在60℃左右，且保持恒溫，可采用的加熱方法是

 

；若溫度過(guò)高，所得藍(lán)綠色沉淀中會(huì)有黑色固體出現(xiàn)，黑色固體可能是

 

．
（4）已知濾液中含有碳酸氫鈉，寫出生成堿式碳酸銅的離子方程式：

 

．
（5）過(guò)濾得到的產(chǎn)品洗滌時(shí)，如何判斷產(chǎn)品已經(jīng)洗凈

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：電子工業(yè)中刻蝕線路板的酸性廢液（主要成分有FeCl₃、CuCl₂、FeCl₂）加具有氧化性的物質(zhì)氯酸鈉，把亞鐵離子氧化物鐵離子，加入CuO（或氫氧化銅、碳酸銅等）調(diào)節(jié)pH是鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾除去沉淀，在濾液中加碳酸鈉，生成堿式碳酸銅，過(guò)濾得到堿式碳酸銅固體；
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知鐵離子容易轉(zhuǎn)化為沉淀，則要把亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子；
（2）調(diào)節(jié)溶液A的pH使鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，而銅離子不沉淀；加入的試劑能消耗氫離子，但是不能引入新的雜質(zhì)；
（3）反應(yīng)溫度較低，應(yīng)該用水浴加熱；堿式碳酸銅受熱易分解生成CuO；
（4）氯化銅與碳酸鈉反應(yīng)生成堿式碳酸銅和碳酸氫鈉；
（5）檢驗(yàn)洗滌是否干凈，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)濾液中是否含有氯離子證明是否洗滌干凈．

解答： 解：電子工業(yè)中刻蝕線路板的酸性廢液（主要成分有FeCl₃、CuCl₂、FeCl₂）加具有氧化性的物質(zhì)氯酸鈉，把亞鐵離子氧化物鐵離子，加入CuO（或氫氧化銅、碳酸銅等）調(diào)節(jié)pH是鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾除去沉淀，在濾液中加碳酸鈉，生成堿式碳酸銅，過(guò)濾得到堿式碳酸銅固體；
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知鐵離子在pH=3.7時(shí)，即可完全沉淀，則容易轉(zhuǎn)化為沉淀除去，所以要加入氧化劑氯酸鉀把亞鐵離子氧化為鐵離子；
故答案為：將Fe²⁺氧化成Fe³⁺并最終除去；
（2）調(diào)節(jié)溶液A的pH使鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，而銅離子不沉淀，則調(diào)節(jié)溶液A的pH范圍為3.7-6.0；調(diào)節(jié)pH時(shí)，加入的試劑能消耗氫離子，但是不能引入新的雜質(zhì)，則可以選用氫氧化銅 和碳酸銅；
故答案為：3.7-6.0；cd；
（3）反應(yīng)B的溫度要控制在60℃左右，且保持恒溫，由于反應(yīng)溫度較低，則可采用水浴加熱的方法；堿式碳酸銅受熱易分解生成CuO，所以若溫度過(guò)高，所得藍(lán)綠色沉淀中會(huì)有黑色固體CuO；
故答案為：水浴加熱；CuO；
（4）氯化銅與碳酸鈉反應(yīng)生成堿式碳酸銅和碳酸氫鈉，其反應(yīng)的離子方程式為：2Cu²⁺+3CO₃^2-+2H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃+2HCO₃^-；
故答案為：2Cu²⁺+3CO₃^2-+2H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃+2HCO₃^-；
（5）沉淀表面會(huì)附著氯離子，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)是否含有氯離子的方法可以檢驗(yàn)是否洗滌干凈，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：取最后一次洗滌液，加入硝酸銀、稀硝酸，無(wú)沉淀生成則表明已洗滌干凈，
故答案為：取最后一次洗滌液，加入硝酸銀、稀硝酸，無(wú)沉淀生成則表明已洗滌干凈．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)分離方法和物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，注意把握一些重要的實(shí)驗(yàn)操作，掌握物質(zhì)性質(zhì)是關(guān)鍵，題目難度中等．