题目内容

【题目】玉溪一中某化学兴趣小组对一种废旧合金(含有Cu、Fe、Si等元素)进行分离、回收再利用,所设计工艺流程如下。

已知:298 K时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13 ,回答下列问题:

(1)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为________,固体A为________(填化学式)。

(2)加入过量FeCl3溶液过程中与较不活泼的金属反应的离子方程式_________________。

(3)调节pH至2.9~3.2的目的是分离________(填离子符号)。

(4)向溶液b中加入酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式为_____________________。

(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,最后生成的沉淀为____________(填化学式)。

(6)红棕色固体C的用途____________________(答一条即可)。

【答案】过滤 Si 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ Fe3+ MnO4-+5Fe2+ +8H+===Mn2++5Fe3++4H2O Mn(OH)2 涂料等

【解析】

含有Cu、Fe、Si废旧合金中的铁与铜与过量的氯化铁溶液发生氧化还反应,得到固体硅和含氯化铜、氯化亚铁和氯化铁的混合溶液a,加入过量的还原剂铜粉,得到时氯化亚铁和氯化铜的混合溶液b,然后向溶液中加入酸性高锰酸钾将亚铁离子氧化成铁离子,得到含锰离子、铁离子和铜离子的混合溶液中滴加氢氧化钾调节溶液的pH使铁离子完全沉淀,然后过滤得到氢氧化铁固体,灼烧得到氧化铁,以此解答该题。

(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,含有Cu、Fe、Si废旧合金中的铁与铜与过量的氯化铁溶液发生氧化还反应,得到固体硅和含氯化铜、氯化亚铁和氯化铁的混合溶液a,

故答案为:过滤;Si;

(2)合金中含有铜,可与氯化铁反应,加人过量FeCl3溶液过程中与较不活泼的金属反应的离子方程式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,

故答案为:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+;

(3)因Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13 ,溶度积常数越小,对应离子越易沉淀,所以沉淀顺序为:Fe3+>Cu2+>Mn2+,使氯化铁完全生成氢氧化铁,故答案为:Fe3+;

(4)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 ;

(5)因Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,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+,则最后得到Mn(OH)2

故答案为:Mn(OH)2;

(6)红棕色固体C是氧化铁,用途是油漆,涂料,

故答案为:涂料。

练习册系列答案
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(1)基态Fe2+的核外电子排布式为_________________。

(2)氟、氧、砷三种元素中电负性值由大到小的顺序是__________(用相应的元素符号填空)。

(3)Fe(SCN)3溶液中加人NH4F,发生如下反应:Fe(SCN)3+6NH4F=(NH4)3FeF6+3NH4SCN。

①(NH4)3FeF6存在的微粒间作用力除共价键外还有_________(选填序号,下同)。

a.配位键 b.氢键 c.金属键 d.离子键

②已知SCN一中各原子最外层均满足8电子稳定结构,则C原子的杂化方式为_____________,该原子团中键与个数的比值为___________________。

(4)FeCl3晶体易溶于水、乙醇,用酒精灯加热即可气化,而FeF3晶体熔点高于1000℃,试解释两种化合物熔点差异较大的原因:_______________________________。

(5)氮、磷、砷虽为同主族元素,但其化合物的结构与性质是多样化的。

①该族氢化物RH3(NH3、PH3、AsH3)的某种性质随R的核电荷数的变化趋势如右图所示,则Y轴可表示的氢化物(RH3)性质可能有________。

a.稳定性 b.沸点 c.R—H键能 d.分子间作用力

②碳氮化钛化合物在汽车制造和航空航天等领域有广泛的应用,其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如图)顶点的氮原子,据此分析,这种碳氮化钛化台物的化学式为______。

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