Question

下圖是某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計的對一種廢舊合金各成分（含有Cu、Fe、Si 三種成分）進(jìn)行分離、回收再利用的工業(yè)流程，通過該流程將各成分轉(zhuǎn)化為常用的單質(zhì)及化合物。

已知：298K時，Ksp[Cu(OH)2]=2．2×10-20，Ksp[Fe(OH)3]=4．0×10-38，Ksp[Mn(OH)2]=1．9×10-13，

根據(jù)上面流程回答有關(guān)問題：

（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ指的是?????? 。

（2）加入過量FeCl3溶液過程中可能涉及的化學(xué)方程式：????????????????? 。

（3）過量的還原劑應(yīng)是??????? ，溶液b中所含的金屬陽離子有???????? 。

（4）①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為??????????????????? 。

②若用Xmol/LKMnO4溶液處理溶液b，當(dāng)恰好反應(yīng)時消耗KMnO4溶液YmL，則最后所得紅棕色固體C的質(zhì)量為??????? g（用含X、Y的代數(shù)式表示）。

（5）常溫下,若溶液c中所含的金屬陽離子濃度相等，向溶液c中逐滴加入KOH溶液，則三種金屬陽離子沉淀的先后順序為：??? ＞??? ＞?? 。(填金屬陽離子)

（6）最后一步電解若用惰性電極電解一段時間后，析出固體B的質(zhì)量為Zg，同時測得陰陽兩極收集到的氣體體積相等，則標(biāo)況下陽極生成的最后一種氣體體積為????? L（用含Z的代數(shù)式表示）。

 

Answer 1

【答案】

（1）過濾（1分）

（2）2FeCl3 +Fe = 3FeCl2（2分）, 2FeCl3 + Cu= 2FeCl2 +CuCl2（2分）

（3）Cu粉（1分）?? Cu2+,Fe2+ （1分）

（4）①MnO4- + 5Fe2+ + 8H+= Mn2++ 5Fe3++4H2O（2分） ②0．4XY（2分）

（5）Fe3+ ＞Cu2+ ＞Mn2+ （1分）

（6）22．4Z/64 （2分）

【解析】

試題分析：（1）由流程可知操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ指的是過濾；

（2）加入過量FeCl3溶液時的反應(yīng)為：2FeCl3 +Fe = 3FeCl2, 2FeCl3 + Cu= 2FeCl2 +CuCl2。

（3）加入過量的銅粉可將過量的FeCl3 還原為Fe2+，則溶液b中的金屬陽離子為Cu2+,Fe2+ 。

（4）①中反應(yīng)的離子方程式為MnO4- + 5Fe2+ + 8H+= Mn2++ 5Fe3++4H2O結(jié)合方程式可計算得紅棕色的Fe2O3為0．4XY g。

（5）因為298K時，Ksp[Cu(OH)2]=2．2×10-20，Ksp[Fe(OH)3]=4．0×10-38，Ksp[Mn(OH)2]=1．9×10-13，且溶液c中金屬陽離子濃度相等，計算得三種陽離子沉淀的先后順序為Fe3+ ＞Cu2+ ＞Mn2+。

（6）以惰性電極電解溶液陰極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu? H++2e-=H2↑，陽極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑ , 4OH--4e-=O2↑+2H2O,假設(shè)氫氣、氯氣、氧氣的物質(zhì)的量分別為a、x、y，轉(zhuǎn)移電子分別為2a、2x、4y，

因為兩極收集的氣體相等，則a=x+y? ①；由得失電子守恒的2a+(Z/64)×2=2x+4y? ②;②-①×2得y=Z/64,即可求得標(biāo)況的體積為22．4Z/64。

考點：元素化合物知識、離子方程式、電解原理。