题目内容
【题目】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，所设计工艺流程如图。
已知：298K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B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）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amol/LKMnO4溶液处理溶液b，当恰好反应时消耗KMnO4溶液VmL，所得红棕色固体C的物质的量为__(用含a、V的代数式表示)
（5）用惰性电极电解时阳极产生标准状况下的气体6.72L，阴极得到的电子数为0.8NA，则生成氧气的物质的量为__mol。
【答案】过滤 Cu 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Fe3+ 
2.5aV×10-3mol 0.1
【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，然后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，溶液e电解时，阳极氯离子放电得到氯气，氯离子反应完后，水电离的氢氧根离子放电得到氧气，阴极铜离子放电得到单质铜，铜离子反应完后，水电离的氢离子放电得到氢气，以此解答该题。
（1）通过操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都得到固体和溶液，过滤是把不溶性固体和溶液分开的操作，所以该操作是过滤；电解含有铜离子的溶液，可在阴极得到铜，故答案为：过滤；Cu；
（2）合金中含有铜，可与氯化铁反应，加入过量FeCl3溶液过程中与较不活泼的金属铜反应的离子方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；
（3）因
、
、
，溶度积常数越小，对应离子越易沉淀，所以Fe3+先沉淀，得到氢氧化铁，氢氧化铁在加热条件下生成红棕色固体氧化铁，因此调节pH至2.9～3.2的目的是分离Fe3+；
（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，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒以及溶液呈酸性可知，反应的离子方程式为：；
②根据方程式以及守恒关系可知：
，n(Fe2O3)=2.5n(
)=V×10-3L×amol/L=2.5aV×10-3mol；
（5）用惰性电极电解时阳极产生标准状况下的气体6.72L，物质的量为
，阳极分别发生2Cl2e=Cl2↑，4OH4e=O2↑+2H2O，阴极得到的电子数为0.8NA，则阳极转移电子0.8mol，设生成xmolCl2，ymolO2，则
，解得x=0.2，y=0.1，故答案为：0.1。
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