Question

【題目】某化學(xué)興趣小組對(duì)一種廢舊合金(含有Cu、Fe、Si等元素)進(jìn)行分離、回收再利用，所設(shè)計(jì)工藝流程如下。

已知:298K時(shí)，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10—38，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10一20，

Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10—13

回答下列問(wèn)題:

(1)操作I、Ⅱ、Ⅲ為________，固體B為_________ (填化學(xué)式)。

(2)加人過(guò)量FeCl3溶液過(guò)程中與較不活潑的金屬反應(yīng)的離子方程式__________________。

(3)調(diào)節(jié)pH至2.9～3.2的目的是分離_________ (填離子符號(hào))

(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 a mol/LKMnO4溶液處理溶液b，當(dāng)恰好反應(yīng)時(shí)消耗KMnO4溶液V mL，所得紅棕色固體C的物質(zhì)的量為_________(用含a、v的代數(shù)式表示)

(5)常溫下，若溶液c中所含的金屬陽(yáng)離子濃度相等，向溶液c中逐滴加入KOH溶液，最后生成的沉淀為_________ (填化學(xué)式)。

(6)用惰性電極電解時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體6.72L，陰極得到的電子數(shù)為0.8NA，則生成氧氣的物質(zhì)的量為________ mol.

Answer 1

【答案】 過(guò)濾 Cu 2Fe3+ +Cu= 2Fe2++Cu2+ Fe3+ MnO4- + 5Fe2+ + 8H+= Mn2++ 5Fe3++4H2O 2.5aV×10－3mol Mn(OH)2 0.1

【解析】試題分析：由流程可知，合金經(jīng)氯化鐵溶液溶解后把其中的鐵和銅溶解，過(guò)濾后除去硅；向?yàn)V液中加入過(guò)量的銅，把過(guò)量的Fe3+還原，過(guò)濾得到銅，再向?yàn)V液中加入酸性高錳酸鉀溶液把亞鐵離子完全氧化為+3價(jià)鐵離子，然后再加堿調(diào)節(jié)pH使+3價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀；濾液經(jīng)處理后電解，陽(yáng)極得到氯氣和氧氣、陰極得到銅。

(1)操作I、Ⅱ、Ⅲ為過(guò)濾，固體B為Cu。

(2) FeCl3溶液與較不活潑的金屬銅反應(yīng)的離子方程式為2Fe3+ +Cu= 2Fe2++Cu2+。

(3)調(diào)節(jié)pH至2.9～3.2的目的是分離Fe3+。

(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MnO4- + 5Fe2+ + 8H+= Mn2++ 5Fe3++4H2O。

②若用 a mol/LKMnO4溶液處理溶液b，當(dāng)恰好反應(yīng)時(shí)消耗KMnO4溶液V mL，由反應(yīng)的離子方程式可知，n(Fe3+)=5n(KMnO4)=5V =5aV ，所得紅棕色固體C為Fe2O3，其物質(zhì)的量為2.5aV×10－3mol 。

(5)常溫下，溶液c中所含的金屬陽(yáng)離子為Fe3+、Cu2+和Mn2+，若三者濃度相等，向溶液c中逐滴加入KOH溶液，因?yàn)?/span>Ksp[Fe(OH)3] Ksp[Cu(OH)2] Ksp[Mn(OH)2]，所以先生成的沉淀是Fe(OH)3（由流程可知，pH=3.2時(shí)，Fe3+沉淀完全，而Cu2+和Mn2+尚未開(kāi)始沉淀），最后生成的沉淀為Mn(OH)2。

(6)用惰性電極電解時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體6.72L，陰極得到的電子數(shù)為0.8NA，由電子轉(zhuǎn)移守恒得，4n(O2)+2[]=0.8mol，則生成氧氣的物質(zhì)的量為0.1mol.