题目内容
【题目】从某废液(含有Fe2+、Cu2+、Cl-)中回收铜并制得纯净的FeCl3溶液。现以制得纯净的FeCl3溶液为原料制取优良的水处理剂高铁酸钾(K2FeO4),其流程如下:
已知:高锰酸钾(K2FeO4)位暗紫色固体,可溶于水。在中性或酸性溶液中逐渐分解,在碱性溶液中稳定。高锰酸钾具有强氧化性。高锰酸钾(K2FeO4)与水作用产生Fe(OH)3。
(1)检验废液中含有Fe2+选用的试剂是________(填化学式);从废液中制得纯净的FeCl3溶液加入的试剂除铁粉外,还需要一种试剂是_________(填化学式),加入时发生反应的离子方程式为__________。
(2)高锰酸钾(K2FeO4)在处理水过程中的作用是_________和__________。
(3)“氧化”过程反应的离子方程式为__________。
(4)过滤时需用的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和________,上述工艺得到的高锰酸钾常含有杂志,可用重结晶法提纯,操作是:将粗产品用_________溶解,然后________。
(5)用回收的铜为原料可制得粗制CuSO4·5H2O晶体(含有少量的FeSO4·7H2O),除去CuSO4·5H2O晶体中杂志的方法是:向溶液中加入H2O2,再调解溶液PH,过滤即可制得纯净的CuSO4溶液,进而制得纯净CuSO4·5H2O的晶体。
已知:室温时一些物质的Kaq如下表:
化学式 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 |
Kaq | 8.0×10-16 | 8.0×10-18 | 8.0×10-20 |
已知溶液中的离子浓度小于1×10-6mol·L-1时就认定沉淀完全。
加双氧水的目的是__________;若溶液中CuSO4的浓度为3.0mol·L-1,通过计算说明此方法可除去粗制CuSO4·5H2O晶体中FeSO4·7H2O的理由________。
【答案】(1)KMnO4;Cl2、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
(2)强氧化性;杀菌消毒
(3)2Fe3++10OH-+3ClO-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;
(4)漏斗;稀KOH溶液;加入饱和KOH溶液,冷却结晶
(5)使Fe2+氧化为Fe3+;通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5molL-1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0molL-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为4,Fe3+完全沉淀时溶液的pH为3.3,通过计算确定上述方案可行.(2分)
【解析】
试题解析:(1)Fe2+具有还原性,可以被酸性高锰酸钾爱溶液氧化,检验废液中含有选用的试剂是KMnO4;(6)(2)溶液中铜离子加入足量的铁粉,置换出铜,过滤除去剩余的固体;再加Cl2把亚铁离子氧化为铁离子,2Fe2++Cl2= 2Fe3++2Cl-;(2)高锰酸钾(K2FeO4)具有强氧化性,杀菌消毒;还原出的铁离子水解产生强氧化铁胶体净化水;在处理水过程中的作用是)强氧化性;杀菌消毒;(3)次氯酸钠把铁离子氧化为高铁酸根离子:2Fe3++10OH-+3ClO-==2FeO42-+3Cl-+5H2O;(4)璃棒、烧杯和漏斗;高锰酸钾在碱性溶液中稳定,所以用稀KOH溶液洗涤;然后加入饱和KOH溶液,冷却结晶;(5)双氧水是强氧化剂,把亚铁离子氧化为铁离子;通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 molL-1时就认为沉淀完全, 设溶液中CuSO4的浓度为3.0molL-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为4,Fe3+完全沉淀 时溶液的pH为3.3 ,通过计算确定上述方案可行.
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