Question

【題目】下圖是利用廢銅屑（含雜質鐵）制備膽礬（硫酸銅晶體）的流程。

部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2
開始沉淀	2.7	7.5	4.4
完全沉淀	3.7	9.7	6.7

請回答：

（1）溶液B中含有的陽離子有____________________（填離子符號）。

（2）下列物質中最適宜做氧化劑X的是__________（填字母）。

a．NaClO b．H2O2 c．KMnO4

（3）加入試劑①是為了調節pH，要調整pH范圍是_____________，則試劑①可以選擇______________（填化學式）。

（4）沉淀D加入鹽酸和鐵粉，可以制得FeCl2溶液，實驗室保存FeCl2溶液，需加入過量的鐵粉，其原因是____________________________________（用離子方程式表示）。

（5）溶液E經過操作①可得到膽礬，操作①為________________________、過濾、洗滌。

（6）已知溶液中c（Cu2+）與pH的關系為lgc（Cu2+）=8.6-2pH，若溶液中c（Cu2+）為1mol/L，此時溶液中的Fe3+能否沉淀完全：___________（填“能”或“否”） 。

Answer 1

【答案】Cu2+、Fe2+、Fe3+、H+ b 3.7 ～4.4 CuO【或Cu(OH)2或CuCO3】 Fe+2Fe3+=3Fe2+ 蒸發濃縮、冷卻結晶 能

【解析】

灼燒廢銅屑，Cu反應生成CuO、Fe被氧化生成Fe3O4，A的成分為CuO、Fe3O4，A與足量稀硫酸反應生成CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3，B中含有CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3和稀硫酸，加入氧化劑X得到溶液C，X能氧化亞鐵離子生成鐵離子但是不能引進新的雜質，則X為H2O2，加入試劑①是為了調節pH，加入的物質能和氫離子反應但是不能引進新的雜質，過濾得到的沉淀D為Fe(OH)3，溶液E為CuSO4，從溶液中蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾得到膽礬，據此解答。

（1）A中含有CuO、Fe3O4，A和稀硫酸反應且稀硫酸過量導致溶液B中含有CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3和稀硫酸，所以B中含有陽離子為Cu2+、Fe2+、Fe3+、H+；

（2）氧化劑X能氧化亞鐵離子生成鐵離子且不能引進新的雜質，雙氧水被還原為水，不引進新的雜質，但是次氯酸鈉和高錳酸鉀溶液能引進新的雜質，所以選雙氧水，故答案為b；

（3）加入試劑①是為了調節pH，試劑①能和氫離子反應且不能引進新的雜質，該試劑為CuO或Cu(OH)2或CuCO3，由于是沉淀鐵離子，而不沉淀銅離子，所以根據表中數據可知要調整pH范圍是3.7～4.4；

（4）亞鐵離子不穩定，易被空氣氧化生成鐵離子，因此實驗室保存FeCl2溶液，需加入過量的鐵粉，反應的離子方程式為Fe+2Fe3+＝3Fe2+；

（5）溶液E為硫酸銅，硫酸銅溶液經過操作①可得到膽礬，由于硫酸銅易溶于水，則操作①為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌；

（6）已知溶液中c（Cu2+）與pH的關系為lgc（Cu2+）=8.6-2pH，若溶液中c（Cu2+）為1mol/L，則此時溶液的pH＝（8.6－lg1）÷2＝4.3＞3.7，所以溶液中的Fe3+能沉淀完全。