Question

堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]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，其制備過程如下：

查閱資料知，通過調(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）
a．氨水    b．硫酸銅    c．氫氧化銅    d．碳酸銅
（3）反應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

 

．
（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：

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：根據(jù)流程可知，廢液中加入次氯酸鈉將亞鐵離子氧化成鐵離子，然后用氫氧化銅或碳酸銅調(diào)節(jié)溶液的pH生成氫氧化鐵除去鐵離子，過濾后加入碳酸鈉溶液生成堿式碳酸銅，過濾后得到堿式碳酸銅，
（1）亞鐵離子不容易除去，需要加入次氯酸鈉將亞鐵離子氧化成鐵離子，便于除去雜質(zhì)；
（2）根據(jù)鐵離子完全沉淀、氫氧化銅開始沉淀的pH確定溶液A的pH；
（3）根據(jù)反應溫度需要控制在60℃左右分析加熱方法；
（4）根據(jù)題中信息判斷反應物為銅離子、碳酸根離子，反應產(chǎn)物為堿式碳酸銅和碳酸氫根離子，據(jù)此寫出反應的離子方程式．

解答： 解：根據(jù)流程可知，制備堿式碳酸銅的方法為：廢液中加入次氯酸鈉將亞鐵離子氧化成鐵離子，然后用氫氧化銅或碳酸銅調(diào)節(jié)溶液的pH生成氫氧化鐵除去鐵離子，過濾后加入碳酸鈉溶液生成堿式碳酸銅，過濾后得到堿式碳酸銅，
（1）由于沉淀氫氧化亞鐵的pH大于沉淀氫氧化鐵的pH，所以應該把亞鐵離子氧化生成鐵離子，然后再沉淀，所以氯酸鈉的作用是將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，
故答案為：將Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，要沉淀氫氧化鐵，而不沉淀氫氧化銅，則溶液的pH應該控制在3.7～6.0之間；
制備堿式碳酸銅，由于不能引入雜質(zhì)，所以選擇的試劑可以為氫氧化銅、氧化銅，故cd正確，
故答案為：3.7～6.0；cd；
（3）要控制在60℃左右，且保持恒溫，可通過水浴加熱的方法完成，
故答案為：水浴加熱；
（4）銅離子、碳酸根離子和水反應生成堿式碳酸銅和碳酸氫根離子，反應的離子方程式為：2Cu²⁺+3CO₃^2-+2H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃+2HCO₃^-，
故答案為：2Cu²⁺+3CO₃^2-+2H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃+2HCO₃^-．

點評：本題考查通過堿式碳酸銅的制備，考查了物質(zhì)實驗方案的設計原則，題目難度中等，明確制備流程及反應原理為解答此類題關鍵，注意選用的除雜試劑既能夠除去雜質(zhì)，還不能引進新的雜質(zhì)離子，試題側重考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．