Question

工業上可用印刷電路板的腐蝕廢液生成CuCl₂?2H₂O，從而對廢液進行利用，其工藝流程如圖1：
已知：pH≥9.6時，Fe²⁺以Fe（OH）₂的形式完全沉淀；pH≥6.4時，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式完全沉淀；pH在3～4時，Fe³⁺以Fe（OH）₃的形式完全沉淀．
（1）用32%～35%的FeCl₃溶液溶解印刷線路板上的金屬銅的原理是（用離子方程式表示）：

 

．
（2）試劑A最好應選用下列中的

 

（填字母）．理由是

 

．
a．濃硫酸    b．Cl₂    c．NaClO    d．NaOH溶液
（3）操作1的名稱是

 

，用到的玻璃儀器有

 

．
（4）分析有關物質的溶解度曲線（如圖2所示），為了獲得CuCl₂?2H₂O晶體，對濾液B進行的操作2是

 

、

 

，過濾得到產品．（5）測定CuCl₂?2H₂O產品的質量分數可按下列方法進行：取2.000g產品，用水溶解，加入60.00mL 0.4000mol/L的KI溶液（足量），充分反應后加入淀粉指示劑，用0.4000mol/L Na₂S₂O₃標準溶液滴定，耗去標準溶液25.00mL時，剛好達到滴定終點．
已知：2Cu²⁺+4I^-=2CuI+I₂
I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
則此產品中CuCl₂?2H₂O的質量分數為

 

．

Answer 1

考點：金屬的回收與環境、資源保護,難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質,鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉變,銅金屬及其重要化合物的主要性質

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）銅具有還原性，鐵離子具有氧化性，二者之間發生氧化還原反應；
（2）將廢液中的亞鐵離子除去，加熱蒸發，濃縮結晶即可得到純凈的氯化銅晶體，據此回答．
（3）據物質的分離方法確定；
（4）為了獲得CuCl₂?2H₂O晶體，需要利用重結晶法把硫酸鈉除掉，蒸發濃縮后，由于同溫下硫酸鈉的溶解度小，會有大量硫酸鈉析出，故趁熱過濾掉析出的硫酸鈉；而40攝氏度時硫酸鈉溶解度最大，硫酸鈉最不容易析出，為了得到更多的析出CuCl₂?2H₂O晶體，溫度略低于40℃的范圍內分離；根據反應的過程：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，得到關系式：Cu²⁺～S₂O₃^2-，進行計算即可．

解答： 解：（1）銅具有還原性，鐵離子具有氧化性，二者之間發生的氧化還原反應為：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂，離子方程式為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）為了將廢液中的亞鐵離子除去，加入一種試劑將亞鐵離子氧化為鐵離子，調節pH值，可以將鐵離子沉淀出來，但是銅離子不沉淀即可，故選NaClO，它具有堿性和氧化性，能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，且反應能消耗H⁺，增大溶液的pH使Fe³⁺沉淀，
故答案為：c；NaClO能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，且反應能消耗H⁺，增大溶液的pH使Fe³⁺沉淀；
（3）據物質的分離方法，溶液與不溶的分離，采用過濾；據過濾確定所需要的玻璃儀器儀器：漏斗、燒杯、玻璃棒；
答案為：過濾；漏斗、燒杯、玻璃棒；
（4））有圖2可知硫酸鈉的溶解度較小而且溫度較高時隨溫度的變化不大，加熱濃縮時會有大量的硫酸鈉析出，冷卻結晶時盡量保證硫酸鈉不析出，而40攝氏度時硫酸鈉溶解度最大，為了能析出更多的CuCl₂?2H₂O晶體，
依據2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
得到       Na₂S₂O₃ ～Cu²⁺
           1          1
0.4000mol/L×0.0250L  0.01mol
則CuCl₂?2H₂O的物質的量為：0.01mol，
試樣中CuCl₂?2H₂O的質量百分數為

0.01mol×171g/mol

2.0g

×100%=85.50%，
故答案為：蒸發濃縮、冷卻結晶；85.50%；

點評：本題以實驗的方法考查學生含鐵化合物的性質知識，注重物質的分離、提純和化學實驗基本操作的知識以及根據化學方程式進行計算的知識，難度中等．