题目内容
【题目】铜及其化合物在日常生活中应用广泛。某研究性学习小组欲从氯化铁溶液腐蚀印刷电路极后的酸性废液中(含FeCl3、FeCl2含CuCl2)制备氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),设计路线如下:
回答下列问题:
(1)检验酸性废液中含有Fe3+,常用的试剂是 (填化学式);酸性废液中加入足量Cl2,反应的化学方程式为 。
(2)操作1的名称是 ;调节溶液的pH时适宜选用下列试剂中的 ;
A.NaOH溶液 B.Na2CO3 C.氨水 D.CuO
若调节溶液的pH为4时,溶液中残留的Fe3+物质的量浓度为 (已知25℃时,Kap[Fe(OH)3]=4×10-38).
(3)操作2需在氯化氢气流中经过加热浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。在氯化氢气流中进行操作的原因是 (结合离子方程式并简要说明)。
(4)若在溶液2中通入一定量的SO2,加热,则生成CuCl沉淀,该反应的离子方程式为 。
(5)该小组设想以铜棒和石墨棒为电极,以KI溶液为电解液,利用电解来制取碘化亚铜,
已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2.若按其设想,铜棒应连接电源的 (填“正”或“负”)极;阴极发生的电极反应式为 。
【答案】(1)KSCN 2FeCl2+ Cl2 =2FeCl3
(2)过滤 D 4×10-8mol·L-1
(3)冷却结晶 Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+,增大氢离子浓度,抑制 Cu2+水解
(4)2Cu2++ SO2+2Cl- +2H2O = 2CuCl↓+ SO42-+ 4H+
(5)正 2H2O+2e- = H2↑+2OH-
【解析】
试题分析:(1)检验酸性废液中含有Fe3+的常用的试剂是KSCN;酸性废液中含有亚铁离子,则加入足量氯气反应的化学方程式为2FeCl2+ Cl2 =2FeCl3。
(2)操作1后得到滤渣,则其名称是过滤;调节溶液的pH时不能引入新的杂质,则适宜选用氧化铜,答案选D。若调节溶液的pH为4时,溶液中氢氧根的浓度是10-10mol/L,则根据溶度积常数可知残留的Fe3+物质的量浓度为;
(3)操作2需在氯化氢气流中经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。溶液中存在Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+,通入氯化氢,增大氢离子浓度,抑制 Cu2+水解。
(4)若在溶液2中通入一定量的SO2,加热,则生成CuCl沉淀,这说明氯化铜把SO2氧化,则该反应的离子方程式为2Cu2++ SO2+2Cl- +2H2O = 2CuCl↓+ SO42-+ 4H+。
(5)根据方程式可知反应中有关产生铜离子,则铜棒应连接电源的正极,作阳极。阴极是氢离子放电,电极反应式为2H2O+2e- = H2↑+2OH-。