Question

【題目】“變廢為寶”是化工的重要主題。工業(yè)上可用電子工業(yè)中刻蝕線路板的酸性廢液(主要成分有CuCl2，F(xiàn)eCl2等)制備堿式碳酸銅Cu2(OH)2CO3]，其制備過程如下圖所示：

查閱資料得知，一定濃度的Cu2+、Fe2+、Fe3+生成氫氧化物沉淀的pH如下表：

金屬離子	Cu2+	Fe2+	Fe3+
開始沉淀的pH	4.2	6.5	1.4
沉淀完全的pH	6.7	9.7	3.7

（1）電子工業(yè)中用FeCl3溶液制作銅制印刷電路板，該反應(yīng)的離子方程式為___________。

（2）操作I、操作Ⅱ所用的玻璃儀器除燒杯外還需要______________________。

（3）氯酸鈉的作用是____________________________________________；反應(yīng)A中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比是___________。

（4）調(diào)節(jié)pH的范圍為___________，可以選擇的試劑是___________(填序號(hào))。

A.氨水 B.硫酸銅 C.氧化銅 D.氫氧化銅

（5）已知濾液Ⅱ中含有碳酸氫鈉，寫出生成堿式碳酸銅的離子方程式：___________。

（6）若廢液中CuCl2的含量為13.5%，則1噸廢液理論上可提煉堿式碳酸銅________噸。

Answer 1

【答案】2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 漏斗、玻璃棒 將Fe2+氧化為Fe3+ 1:6 3.7～4.2 CD 2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2（OH）2CO3↓+2HCO3- 0.111

【解析】

刻蝕廢液加入NaClO3把Fe2+氧化為Fe3+，調(diào)節(jié)pH除掉鐵離子，濾渣為Fe（OH）3，向CuCl2溶液中加入碳酸鈉固體，過濾得到堿式碳酸銅。

（1）FeCl3溶液與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)；

（2）操作Ⅰ、操作Ⅱ是過濾，分析過濾裝置所需儀器；

（3）氯酸鈉把Fe2+氧化為Fe3+，根據(jù)得失電子數(shù)相等計(jì)算氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比；

（4）根據(jù)除雜的同時(shí)不要引進(jìn)新的雜質(zhì)，保證鐵離子沉淀完全，銅離子不沉淀選擇pH；

（5）根據(jù)題意銅離子和碳酸根離子反應(yīng)生成堿式碳酸銅和碳酸氫根離子書寫離子方程式；

（6）利用銅的守恒，列關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。

（1）FeCl3溶液與銅發(fā)生反應(yīng)生成亞鐵離子與銅離子：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；

正確答案：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

（2）操作Ⅰ、操作Ⅱ是過濾，過濾裝置所需的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；

正確答案：漏斗、玻璃棒

（3）氯酸鈉把Fe2+氧化為Fe3+， NaClO3被還原為氯化鈉，氯元素由正五價(jià)降到負(fù)一價(jià)，Fe2+到Fe3+升高一價(jià)，根據(jù)得失電子數(shù)相等，得出關(guān)系式NaClO3～6 Fe2+，即氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1:6；

正確答案: 1:6

（4）調(diào)節(jié)pH使得鐵離子沉淀完全，鐵離子沉淀完全pH為3.7，銅離子開始沉淀pH為4.2，故應(yīng)控制pH為3.7～4.2，使鐵離子沉淀完全而銅離子不沉淀；氨水會(huì)引入雜質(zhì)離子，硫酸銅不能使溶液pH升高，氫氧化銅和氧化銅能和氫離子反應(yīng)，能調(diào)節(jié)pH，且不會(huì)引入雜質(zhì)，可用作調(diào)節(jié)pH的試劑。

正確答案：3.7～4.2 CD。

（5）根據(jù)題意銅離子和碳酸根離子反應(yīng)生成堿式碳酸銅和碳酸氫根離子，離子方程式為2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2（OH）2CO3↓+2HCO3－；

正確答案：2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2（OH）2CO3↓+2HCO3－

（6）設(shè)生成的堿式碳酸銅的質(zhì)量為x，利用銅的守恒，列關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算

2CuCl2～Cu2（OH）2CO3

2×135噸 222噸

1噸×13.5% x

x==0.111噸

正確答案：0.111