Question

20．如圖是利用廢銅屑（含雜質鐵）制備膽礬（硫酸銅晶體）的流程．

已知：

溶液中被沉淀離子	Fe3+	Fe2+	Cu2+
完全生成氫氧化物沉淀時，溶液的pH	≥3.7	≥6.4	≥4.4

請回答：
（1）溶液B中含有的陽離子有Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺、Cu²⁺（填離子符號）．
（2）下列物質中最適宜作氧化劑X的是b（填字母）．a．NaClO  b．H₂O₂   c．KMnO₄
（3）加入試劑①是為了調節pH，試劑①可以選擇CuO或CuCO₃或Cu（OH）₂（填化學式）．
（4）操作①的名稱是蒸發濃縮、冷卻結晶．
（5）沉淀D加入鹽酸可以得到FeCl₃，關于FeCl₃溶液的性質中說法不正確的是c
a．將FeCl₃飽和溶液逐滴加入沸水中，并繼續加熱得到紅褐色液體，該液體能產生丁達爾效應
b．向FeCl₃溶液滴加NaOH溶液，出現紅褐色沉淀
c．將FeCl₃溶液加熱蒸干并灼燒，得到FeCl₃固體
d．向FeCl₃溶液中滴加KSCN溶液，溶液變為紅色
（6）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2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺（用離子方程式表示）．

Answer 1

分析 由制備實驗流程可知，Fe和Cu灼燒，銅與氧氣反應生成CuO，Fe與氧氣不能完全反應，加入稀硫酸，反應生成硫酸銅和硫酸亞鐵、硫酸鐵，為了除去二價鐵，由完全生成氫氧化物沉淀時溶液的pH可知，需將二價鐵氧化生成三價鐵，然后調節pH形成沉淀，過濾除去氫氧化鐵沉淀，濾液經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥可得膽礬，據此解答．

解答 解：由制備實驗流程可知，Fe和Cu灼燒，銅與氧氣反應生成CuO，Fe與氧氣不能完全反應，加入稀硫酸，反應生成硫酸銅和硫酸亞鐵、硫酸鐵，為了除去二價鐵，由完全生成氫氧化物沉淀時溶液的pH可知，需將二價鐵氧化生成三價鐵，然后調節pH形成沉淀，過濾除去氫氧化鐵沉淀，濾液經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥可得膽礬，
（1）根據上面的分析可知，溶液B為硫酸銅和硫酸亞鐵、硫酸鐵混合溶液及過量的稀硫酸，其中含有的陽離子有Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺、Cu²⁺，
故答案為：Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺、Cu²⁺；
（2）氧化劑X是將亞鐵離子氧化成鐵離子，同時不能引入新的雜質，所以可以用H₂O₂，故選b；
（3）加入試劑①是為了調節pH，與溶液中的氫離子反應，同時不能引入新的雜質，試劑①可以選擇CuO或CuCO₃或Cu（OH）₂，
故答案為：CuO或CuCO₃或Cu（OH）₂；
（4）操作①是從硫酸銅 溶液中獲得硫酸銅晶體，其名稱是蒸發濃縮、冷卻結晶，
故答案為：蒸發濃縮、冷卻結晶；
（5）a．將FeCl₃飽和溶液逐滴加入沸水中，并繼續加熱得到紅褐色液體為氫氧化鐵膠體，氫氧化鐵膠體能產生丁達爾效應，故a正確；
b．向FeCl₃溶液滴加NaOH溶液，生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，故b正確；
c．將FeCl₃溶液加熱蒸干并灼燒，由于氯化鐵水解，最終得到Fe₂O₃固體，故c錯誤；
d．向FeCl₃溶液中滴加KSCN溶液生成Fe（SCN）₃，溶液變為紅色，故d正確，
故選c；
（6）實驗室保存FeCl₂溶液，為防止其中亞鐵離子被氧化需加入過量的鐵粉，反應的離子方程式為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．

點評 本題考查了銅及其化合物性質分析，化學方程式計算，掌握制備的原理和計算的依據基礎是關鍵，題目難度中等．