Question

【題目】從某廢液（含有Fe2+、Cu2+、Cl-）中回收銅并制得純凈的FeCl3溶液。現以制得純凈的FeCl3溶液為原料制取優良的水處理劑高鐵酸鉀(K2FeO4)，其流程如下：

已知：高錳酸鉀(K2FeO4)位暗紫色固體，可溶于水。在中性或酸性溶液中逐漸分解，在堿性溶液中穩定。高錳酸鉀具有強氧化性。高錳酸鉀(K2FeO4)與水作用產生Fe(OH)3。

（1）檢驗廢液中含有Fe2+選用的試劑是________（填化學式）；從廢液中制得純凈的FeCl3溶液加入的試劑除鐵粉外，還需要一種試劑是_________（填化學式），加入時發生反應的離子方程式為__________。

（2）高錳酸鉀(K2FeO4)在處理水過程中的作用是_________和__________。

（3）“氧化”過程反應的離子方程式為__________。

（4）過濾時需用的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和________，上述工藝得到的高錳酸鉀常含有雜志，可用重結晶法提純，操作是：將粗產品用_________溶解，然后________。

（5）用回收的銅為原料可制得粗制CuSO4·5H2O晶體（含有少量的FeSO4·7H2O），除去CuSO4·5H2O晶體中雜志的方法是：向溶液中加入H2O2，再調解溶液PH，過濾即可制得純凈的CuSO4溶液，進而制得純凈CuSO4·5H2O的晶體。

已知：室溫時一些物質的Kaq如下表：

化學式	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2
Kaq	8.0×10-16	8.0×10-18	8.0×10-20

已知溶液中的離子濃度小于1×10-6mol·L-1時就認定沉淀完全。

加雙氧水的目的是__________；若溶液中CuSO4的濃度為3.0mol·L-1，通過計算說明此方法可除去粗制CuSO4·5H2O晶體中FeSO4·7H2O的理由________。

Answer 1

【答案】（1）KMnO4；Cl2、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；

（2）強氧化性；殺菌消毒

（3）2Fe3++10OH-+3ClO-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；

（4）漏斗；稀KOH溶液；加入飽和KOH溶液，冷卻結晶

（5）使Fe2+氧化為Fe3+；通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5molL-1時就認為沉淀完全，設溶液中CuSO4的濃度為3.0molL-1，則Cu（OH）2開始沉淀時溶液的pH為4，Fe3+完全沉淀時溶液的pH為3.3，通過計算確定上述方案可行．（2分）

【解析】

試題解析：（1）Fe2+具有還原性，可以被酸性高錳酸鉀愛溶液氧化，檢驗廢液中含有選用的試劑是KMnO4；（6）（2）溶液中銅離子加入足量的鐵粉，置換出銅，過濾除去剩余的固體；再加Cl2把亞鐵離子氧化為鐵離子，2Fe2++Cl2= 2Fe3++2Cl-；（2）高錳酸鉀(K2FeO4)具有強氧化性，殺菌消毒；還原出的鐵離子水解產生強氧化鐵膠體凈化水；在處理水過程中的作用是）強氧化性；殺菌消毒；（3）次氯酸鈉把鐵離子氧化為高鐵酸根離子：2Fe3++10OH-+3ClO-==2FeO42-+3Cl-+5H2O；（4）璃棒、燒杯和漏斗；高錳酸鉀在堿性溶液中穩定，所以用稀KOH溶液洗滌；然后加入飽和KOH溶液，冷卻結晶；（5）雙氧水是強氧化劑，把亞鐵離子氧化為鐵離子；通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 molL-1時就認為沉淀完全， 設溶液中CuSO4的濃度為3.0molL-1，則Cu（OH）2開始沉淀時溶液的pH為4，Fe3+完全沉淀 時溶液的pH為3.3 ，通過計算確定上述方案可行．