Question

4．根據下列流程處理廢舊電路板，回收金屬M，并制得高效綠色凈水劑K₂EO₄．

據此回答問題：
（1）M的化學式是Cu．
（2）M→MSO₄過程中，氧化劑是H₂O₂，還原劑是Cu．
（3）寫出Z→K₂EO₄的化學反應方程式：2Fe（OH）₃+10KOH+3Cl₂=2K₂FeO₄+8H₂O+6KCl．
（4）向Y溶液中滴加KI淀粉溶液，變為藍色，其原因用離子方程式解釋為：2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂．
（5）控制其他條件相同，印刷電路板的金屬 M用10%H₂O₂和3.0mol/LH₂SO₄的混合溶液處理，測得不同溫度下金屬M的平均溶解速率（見下表）．

溫度（℃）	20	30	40	50	60	70	80
V（M）（x10-3mol．L-1．min-1）	7.34	8.01	9.25	7.98	7.24	6.73	5.76

當溫度高于40℃時，M的平均溶解速率隨著反應溫度升高而下降，其主要原因是過氧化氫分解濃度降低造成速率減慢．

Answer 1

分析 MSO₄為藍色溶液，銅鹽為藍色溶液，所以M為Cu，E和硫酸銅發生置換反應生成銅和硫酸鹽X，X和稀硫酸、雙氧水發生反應生成Y，Y加入KSCN變紅色，說明E為Fe，X是FeSO₄，硫酸亞鐵被雙氧水氧化生成Fe₂（SO₄）₃，所以Y是Fe₂（SO₄）₃，硫酸鐵和氫氧化鉀反應生成Fe（OH）₃和硫酸鉀，Z能被氯氣氧化，則Z是Fe（OH）₃，

解答 解：MSO₄為藍色溶液，銅鹽為藍色溶液，所以M為Cu，E和硫酸銅發生置換反應生成銅和硫酸鹽X，X和稀硫酸、雙氧水發生反應生成Y，Y加入KSCN變紅色，說明E為Fe，X是FeSO₄，硫酸亞鐵被雙氧水氧化生成Fe₂（SO₄）₃，所以Y是Fe₂（SO₄）₃，硫酸鐵和氫氧化鉀反應生成Fe（OH）₃和硫酸鉀，Z能被氯氣氧化，則Z是Fe（OH）₃，
（1）由以上分析可知M為Cu，故答案為：Cu；
（2）銅和稀硫酸不反應，酸性條件下，過氧化氫可氧化銅生成硫酸銅，反應中H₂O₂為氧化劑，為還原劑，故答案為：H₂O₂；Cu；
（3）K₂FeO₄為高效綠色凈水劑，可通過反應③制得，氫氧化鐵和氫氧化鉀和氯氣反應生成高鐵酸鉀和氯化鉀，反應方程式為：2Fe（OH）₃+10KOH+3Cl₂=2K₂FeO₄+8H₂O+6KCl，故答案為：2Fe（OH）₃+10KOH+3Cl₂=2K₂FeO₄+8H₂O+6KCl；
（4）鐵離子具有強氧化性，可與碘離子發生氧化還原反應生成碘，反應的離子方程式為2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂，
故答案為：2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂；
（5）Cu的平均溶解速率隨著反應溫度升高而下降，原因是過氧化氫在溫度較高時可發生分解，濃度降低而導致反應速率下降，
故答案為：過氧化氫分解濃度降低造成速率減慢．

點評 本題鐵及其化合物為載體考查了無機物的推斷，為高頻考點，側重于學生的分析能力的考查，以MSO₄的顏色為突破口采用正向推導的方法進行推斷，結合物質的性質分析解答，難度中等．