Question

【題目】下圖是利用廢銅屑（含雜質(zhì)鐵）制備膽礬（硫酸銅晶體）的流程。

部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)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(qǐng)回答：

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

（2）下列物質(zhì)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(diào)節(jié)pH，要調(diào)整pH范圍是_____________，則試劑①可以選擇______________（填化學(xué)式）。

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

（5）溶液E經(jīng)過(guò)操作①可得到膽礬，操作①為________________________、過(guò)濾、洗滌。

（6）已知溶液中c（Cu2+）與pH的關(guān)系為lgc（Cu2+）=8.6-2pH，若溶液中c（Cu2+）為1mol/L，此時(shí)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(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 能

【解析】

灼燒廢銅屑，Cu反應(yīng)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(yīng)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(jìn)新的雜質(zhì)，則X為H2O2，加入試劑①是為了調(diào)節(jié)pH，加入的物質(zhì)能和氫離子反應(yīng)但是不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，過(guò)濾得到的沉淀D為Fe(OH)3，溶液E為CuSO4，從溶液中蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾得到膽礬，據(jù)此解答。

（1）A中含有CuO、Fe3O4，A和稀硫酸反應(yīng)且稀硫酸過(guò)量導(dǎo)致溶液B中含有CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3和稀硫酸，所以B中含有陽(yáng)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(jìn)新的雜質(zhì)，雙氧水被還原為水，不引進(jìn)新的雜質(zhì)，但是次氯酸鈉和高錳酸鉀溶液能引進(jìn)新的雜質(zhì)，所以選雙氧水，故答案為b；

（3）加入試劑①是為了調(diào)節(jié)pH，試劑①能和氫離子反應(yīng)且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，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(jù)表中數(shù)據(jù)可知要調(diào)整pH范圍是3.7～4.4；

（4）亞鐵離子不穩(wěn)定，易被空氣氧化生成鐵離子，因此實(shí)驗(yàn)室保存FeCl2溶液，需加入過(guò)量的鐵粉，反應(yīng)的離子方程式為Fe+2Fe3+＝3Fe2+；

（5）溶液E為硫酸銅，硫酸銅溶液經(jīng)過(guò)操作①可得到膽礬，由于硫酸銅易溶于水，則操作①為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌；

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