Question

1．某化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cl^-四種離子，現(xiàn)設(shè)計(jì)下列方案對(duì)廢液進(jìn)行處理，以回收金屬并制備較純凈的氯化鋅、氯化鐵晶體．

氫氧化物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Zn（OH）2
開(kāi)始沉淀pH	2.7	7.6	5.2	5.4
完全沉淀pH	3.7	9.6	6.9	7.8

（1）氧化過(guò)程中加入H₂O₂發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，加入H₂O₂后立即有大量氣泡生成，可能的原因是溶液中金屬陽(yáng)離子催化H₂O₂分解．
（2）Fe³⁺水解的平衡常數(shù)表達(dá)式為Kh=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）}{c（F{e}^{3+}）}$，加入試劑X調(diào)pH合適范圍為[3.7，5.4），X可以是下列試劑中的AD（填字母）．
A．ZnCO₃       B．NH₃•H₂O       C．ZnCl₂        D．ZnO
（3）由沉淀2獲得FeCl₃•6H₂O晶體的操作為①加入過(guò)量鹽酸溶解；②蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；③過(guò)濾、洗滌、干燥．

Answer 1

分析 對(duì)廢液進(jìn)行處理，以回收金屬并制備較純凈的氯化鋅、氯化鐵晶體，結(jié)合實(shí)驗(yàn)流程可知，廢液中加Fe，F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺均與Fe反應(yīng)，沉淀1含F(xiàn)e、Cu，沉淀1與足量鹽酸反應(yīng)得到的金屬為Cu，濾液中含F(xiàn)e²⁺、Zn²⁺、Cl^-，F(xiàn)e²⁺與過(guò)氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe³⁺，試劑X為ZnO、ZnCO₃等促進(jìn)鐵離子水解轉(zhuǎn)化為沉淀，過(guò)濾2含Zn²⁺、Cl^-，沉淀2為Fe（OH）₃，沉淀2與鹽酸反應(yīng)后，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到晶體，以此來(lái)解答．

解答 解：對(duì)廢液進(jìn)行處理，以回收金屬并制備較純凈的氯化鋅、氯化鐵晶體，結(jié)合實(shí)驗(yàn)流程可知，廢液中加Fe，F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺均與Fe反應(yīng)，沉淀1含F(xiàn)e、Cu，沉淀1與足量鹽酸反應(yīng)得到的金屬為Cu，濾液中含F(xiàn)e²⁺、Zn²⁺、Cl^-，F(xiàn)e²⁺與過(guò)氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe³⁺，試劑X為ZnO、ZnCO₃等促進(jìn)鐵離子水解轉(zhuǎn)化為沉淀，過(guò)濾2含Zn²⁺、Cl^-，沉淀2為Fe（OH）₃，沉淀2與鹽酸反應(yīng)后，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到晶體，
（1）氧化過(guò)程中加入H₂O₂發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，加入H₂O₂后立即有大量氣泡生成，可能的原因是溶液中金屬陽(yáng)離子催化H₂O₂分解，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；溶液中金屬陽(yáng)離子催化H₂O₂分解；
（2）由Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，可知水解平衡常數(shù)Kh=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）}{c（F{e}^{3+}）}$，結(jié)合表格中的數(shù)據(jù)可知，試劑X為ZnO、ZnCO₃等，調(diào)節(jié)pH為[3.7，5.4），
故答案為：Kh=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）}{c（F{e}^{3+}）}$；[3.7，5.4）；  AD；
（3）由沉淀2獲得FeCl₃•6H₂O晶體的操作為①加入過(guò)量鹽酸溶解；②蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；③過(guò)濾、洗滌、干燥，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、流程中發(fā)生的反應(yīng)、反應(yīng)原理及混合物分離為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，注意鹽類水解原理的應(yīng)用，題目難度不大．