Question

臨沂商城實(shí)驗(yàn)學(xué)校北臨涑河中含有FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂，為臨沂創(chuàng)建文明城市，設(shè)計(jì)水質(zhì)處理方案如下：
方案一：從廢液中回收銅并得到鐵紅（主要成分Fe₂O₃），全過程不引入其他金屬元素．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如圖所示：

（1）工廠廢液中加入過量A反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）溶液甲中的金屬離子是

 

 （寫離子符號(hào)）．
（3）步驟①②③中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，其中屬于置換反應(yīng)的是

 

 （填序號(hào)）．
（4）寫出④的化學(xué)方程式：

 

方案二：制備晶體CuCl₂?2H₂O，已知pH=4時(shí)，F(xiàn)e³⁺以Fe（ OH）₃形式完全沉淀； pH≥6.4時(shí)，Cu²⁺以Cu（OH）₂形式完全沉淀；pH≥9.6時(shí)，F(xiàn)e²⁺ 以Fe（OH）₂形式完全沉淀．?dāng)M定實(shí)驗(yàn)步驟如下：

請(qǐng)回答下列問題：
（5）最適宜的氧化劑是

 

．A．K₂Cr₂O₇   B．NaClO  C．H₂O₂   D．KMnO₄
（6）物質(zhì)Y是

 

．
（7）求Fe（OH）₃的Ksp=

 

．
（8）為了防止水解，要得到CuCl₂?2H₂O應(yīng)控制的一定條件是

 

．

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

專題：

分析：方案一：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，則含有FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的廢液加過量的A即鐵，反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，F(xiàn)e+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，過濾得固體甲為銅和過量的鐵，再與過量的鹽酸反應(yīng)后過濾得到溶液乙主要是氯化亞鐵；濾液甲也是氯化亞鐵，所以加過量的B即氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，再氧化轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵，最后加熱分解生成氧化鐵，以此分析解答；
方案二：廢液加氧化劑目的將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，再加入Y通過調(diào)節(jié)PH值使三價(jià)鐵沉淀二價(jià)銅不沉淀而將鐵離子除去，最后得到氯化銅溶液在氯化氫氛圍中加熱蒸干得到氯化銅晶體，以此解答；
（5）根據(jù)以上分析，氧化劑只用于氧化二價(jià)鐵，而且不能引入新的雜質(zhì)；
（6）根據(jù)以上分析，物質(zhì)Y是調(diào)節(jié)PH值使三價(jià)鐵沉淀二價(jià)銅不沉淀而將鐵離子除去，也不能引入新的雜質(zhì)分析；
（7）根據(jù)Fe（OH）₃的Ksp=C（Fe³⁺）C（OH^-）³進(jìn)行計(jì)算；
（8）根據(jù)加熱氯化銅溶液，氯化銅水解生成易揮發(fā)的氯化氫分析．

解答： 解：方案一：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，則含有FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的廢液加過量的A即鐵，反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，F(xiàn)e+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，過濾得固體甲為銅和過量的鐵，再與過量的鹽酸反應(yīng)后過濾得到溶液乙主要是氯化亞鐵；濾液甲也是氯化亞鐵，所以加過量的B即氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，再氧化轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵，最后加熱分解生成氧化鐵；
（1）根據(jù)以上分析，工廠廢液中加入過量A反應(yīng)的離子方程式為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，F(xiàn)e+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，F(xiàn)e+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；．
（2）根據(jù)以上分析，溶液甲是氯化亞鐵，則甲中的金屬離子是Fe²⁺，故答案為：Fe²⁺；
（3）根據(jù)以上分析，步驟①Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，②Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，③Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，其中屬于置換反應(yīng)的是①②，
故答案為：①②；
（4）④的化學(xué)方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
方案二：廢液加氧化劑目的將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，再加入Y通過調(diào)節(jié)PH值使三價(jià)鐵沉淀二價(jià)銅不沉淀而將鐵離子除去，最后得到氯化銅溶液在氯化氫氛圍中加熱蒸干得到氯化銅晶體．
（5）根據(jù)以上分析，氧化劑只用于氧化二價(jià)鐵，而且不能引入新的雜質(zhì)，所以最后選雙氧水，故選：C；
（6）根據(jù)以上分析，物質(zhì)Y是調(diào)節(jié)PH值使三價(jià)鐵沉淀二價(jià)銅不沉淀而將鐵離子除去，也不能引入新的雜質(zhì)，所以只能加入含銅的與氫離子反應(yīng)的物質(zhì)，故答案為：CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃或堿式碳酸銅；
（7）根據(jù)Fe（OH）₃的Ksp=C（Fe³⁺）C（OH^-）³=1×10^-5×（10^-10）³=10^-35mol⁴?L^-4，故答案為：10^-35mol⁴?L^-4；  
（8）因?yàn)榧訜崧然�銅溶液，氯化銅水解生成易揮發(fā)的氯化氫，所以為了防止水解，要得到CuCl₂?2H₂O應(yīng)控制的一定條件是在氯化氫氛圍中加熱蒸干，故答案為：在氯化氫氛圍中加熱蒸干．

點(diǎn)評(píng)：本題以實(shí)驗(yàn)的方法考查學(xué)生含鐵化合物的性質(zhì)知識(shí)，注重物質(zhì)的分離、提純和化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作的知識(shí)以及根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的知識(shí)，難度中等．