题目内容
如图是某研究性学习小组设计的对一种废旧合金的各成分（含有Cu、Fe、Si 三种成分）进行分离、回收再利用的工业流程，通过该流程将各成分转化为常用的单质及化合物．
已知：298K时，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp[Mn（OH）2]=1.9×10-13，根据上面流程回答有关问题：
（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ指的是
（2）加入过量FeCl3溶液过程中可能涉及的化学方程式：
（3）过量的还原剂应是
（4）①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式为
②若用X mol/L KMnO4溶液处理溶液b，当恰好将溶液中的阳离子完全氧化时消耗KMnO4溶液Y mL，则最后所得红棕色固体C的质量为
（5）常温下，若溶液c中所含的金属阳离子浓度相等，向溶液c中逐滴加入KOH溶液，则三种金属阳离子沉淀的先后顺序为：
（6）最后一步电解若用惰性电极电解一段时间后，析出固体B的质量为Z g，同时测得阴阳两极收集到的气体体积相等，则标况下阳极生成的最后一种气体体积为
分析：（1）根据操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分离得到的物质来判断；
（2）FeCl3具有氧化性，会把铁、铜氧化；
（3）根据流程最后滤液中含铜，加入过量的还原剂目的是还原过量的氯化铁；
（4）①溶液b中含亚铁离子，会被酸性高锰酸钾氧化；
②根据关系式和原子守恒可计算出C（Fe2O3）的质量；
（5）根据溶度积常数大小判断沉淀先后顺序；
（6）由流程可知，电解氯化铜得到铜和氯气，生成Zg 铜转移电子数为：
×2，生成氯气：
mol，要使两极得到气体体积相同，则还要电解水，设电解水的物质的量为x，根据反应式：2H2O
H2↑+O2↑可知，生成xmol氢气和0.5xmol氧气，根据两极气体体积相等可列出方程，写出阳极电极反应式．
（2）FeCl3具有氧化性，会把铁、铜氧化；
（3）根据流程最后滤液中含铜，加入过量的还原剂目的是还原过量的氯化铁；
（4）①溶液b中含亚铁离子，会被酸性高锰酸钾氧化；
②根据关系式和原子守恒可计算出C（Fe2O3）的质量；
（5）根据溶度积常数大小判断沉淀先后顺序；
（6）由流程可知，电解氯化铜得到铜和氯气，生成Zg 铜转移电子数为：
| Zg |
| 64g/mol |
| Z |
| 64 |
| ||
解答：解：（1）通过操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都得到固体和溶液，所用该操作是过滤，过滤是把不溶性固体和溶液分开的操作，
故答案为：过滤；
（2）FeCl3具有氧化性，会把铁、铜氧化，反应方程式为：2FeCl3+Fe=3FeCl2、2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，
故答案为：FeCl3+Fe=3FeCl2、2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2；
（3）根据流程最后滤液中含铜，加入过量的还原剂目的是还原过量的氯化铁，故应加铜，故答案为：铜粉；
（4）①溶液b中含亚铁离子，会被酸性高锰酸钾氧化成铁离子，高锰酸钾被还原为锰离子，反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，
故答案为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；
②根据关系式计算：
2 MnO4-～10Fe2+～5Fe2O3
2 10 5×160g
0.001XY m
m=
=0.4XY，
故答案为：0.4XY；
（5）因Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp[Mn（OH）2]=1.9×10-13，
溶度积常数越小，对应离子越易沉淀，故沉淀顺序为：Fe3+＞Cu2+＞Mn2+，
故答案为：Fe3+＞Cu2+＞Mn2+；
（6）由流程可知，电解氯化铜得到铜和氯气，生成Zg 铜转移电子数为：
×2=
mol，生成氯气：
mol，要使两极得到气体体积相同，则还要电解水，设电解水的物质的量为x，根据反应式：2H2O
H2↑+O2↑可知，生成xmol氢气和0.5xmol氧气，根据两极气体体积相等可列出方程：
mol+0.5xmol=xmol，解得x=
，故生成氧气的物质的量为：
mol，标况下体积为：
mol×22.4L/mol=
L，生成氧气的电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+4H2O，
故答案为：
；4OH--4e-=O2↑+4H2O．
故答案为：过滤；
（2）FeCl3具有氧化性，会把铁、铜氧化，反应方程式为：2FeCl3+Fe=3FeCl2、2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，
故答案为：FeCl3+Fe=3FeCl2、2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2；
（3）根据流程最后滤液中含铜，加入过量的还原剂目的是还原过量的氯化铁，故应加铜，故答案为：铜粉；
（4）①溶液b中含亚铁离子，会被酸性高锰酸钾氧化成铁离子，高锰酸钾被还原为锰离子，反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，
故答案为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；
②根据关系式计算：
2 MnO4-～10Fe2+～5Fe2O3
2 10 5×160g
0.001XY m
m=
| 0.001XY×5×160g |
| 2 |
故答案为：0.4XY；
（5）因Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp[Mn（OH）2]=1.9×10-13，
溶度积常数越小，对应离子越易沉淀，故沉淀顺序为：Fe3+＞Cu2+＞Mn2+，
故答案为：Fe3+＞Cu2+＞Mn2+；
（6）由流程可知，电解氯化铜得到铜和氯气，生成Zg 铜转移电子数为：
| Zg |
| 64g/mol |
| Z |
| 32 |
| Z |
| 64 |
| ||
| Z |
| 64 |
| Z |
| 32 |
| Z |
| 64 |
| Z |
| 64 |
| 22.4Z |
| 64 |
故答案为：
| 22.4Z |
| 64 |
点评：本题考查了实验方案的设计，设计实验基本操作，物质的分离与除杂，离子方程式的书写，沉淀溶解平衡及电解原理，题目较难，要考虑整个流程，从实验目的出发围绕问题根据化学原理一步步解答．
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