题目内容

为了从含有 FeCl3、FeC12、CuC12 的废液中回收Cu,某研究性学习小组的同们设计了两种方案:
方案1:向废液中加入过量的铁粉,充分反应后,过滤.  在所得滤渣中加入足量的盐酸,
充分反后,再过滤即得到铜.方案1中涉及的四种阳离子的氧化牲由强到弱的顺序为:
 
过滤操作时,需要用到的玻璃仪器是:
 

方案2:在废液中加入适量的盐酸调节溶液的pH=1,用铜和石墨作电极进行电解.当观察到阴极上有少量气泡产生时,即停止电解,这时要回收的Cu已全部析出.
方案2中铜作
 
极,所发生的电极反应为(若有多个电极反应,请按照反应发生的
先后顺序全部写出)
 

另一电极所发生的电极反应为
 

方案2在电极上直接回收铜,操作上比方案1简便,但方案2也有不足之处,
主要表现为:
 
.
考点:物质分离、提纯的实验方案设计
专题:实验设计题
分析:方案1:三价铁和金属铜之间反应生成亚铁离子和铜离子,在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,结合金属活动性顺序判断四种阳离子的氧化牲由强到弱的顺序;根据过滤操作的步骤选用仪器;
方案2:根据电解池的工作原理判断电极反应,写出电极反应式;根据方案2中生成了有毒的氯气及成本较高等方面进行评价.
解答: 解:方案1:三价铁和金属铜之间反应生成亚铁离子和铜离子,在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,该反应能证明三价铁的氧化性强于铜离子,根据金属活动顺序表得出:Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+;
过滤时需要制作过滤器的漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯,所以使用的玻璃仪器有:漏斗、烧杯、玻璃棒,
故答案为:Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+;漏斗、烧杯、玻璃棒;
方案2:电解时,阳极是活泼电极时,则金属电极会溶解,阴极上有少量气泡产生时,说明金属铜做阴极,按照氧化性顺序Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+,可以得出放电的离子以及电极反应为:Fe3++e-=Fe2+,Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑;另一极氯离子放电生成氯气,电解反应为:2Cl--2e-=Cl2↑;
方案2在电极上直接回收铜,操作上比方案1简便,但方案2也有不足之处:在阳极上放电的是氯离子,产生氯气,有毒;使用了电解装置,成本较,
故答案为:阴;Fe3++e-=Fe2+,Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑;2Cl--2e-=Cl2;产生污染性的气体氯气;使用了电解装置,成本较高.
点评:本题考查了物质的分离与提纯实验方案的设计与评价,题目难度中等,注意掌握常见物质的分离与提纯操作方法,明确实验方案设计与评价的方法,试题有利于提高学生的化学实验能力.
练习册系列答案
相关题目
铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各种性能的不锈钢,CrO3大量地用于电镀工业中.

(1)在如图装置中,观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图 2装置中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体.图 2装置中铬电极的电极反应式
 
.
(2)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火,若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3].则该反应的化学方程式为
 
.
(3)存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O
①若平衡体系的pH=2,则溶液显
 
色.
②能说明第①步反应达平衡状态的是
 
.
a.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同  b.2v (Cr2O72-)=v (CrO42-)   c.溶液的颜色不变
(4)CrO3和 K2Cr2O7均易溶于水,这是工业上造成铬污染的主要原因.净化处理方法之一是将含+6价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的NaCl进行电解:阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成 Fe(OH)3 和Cr(OH)3沉淀除去【已知KspFe(OH)3=4.0×10-38,KspCr(OH)3=6.0×10-31】.已知电解后的溶液中c(Fe3+)为2.0×10-13 mol?L1,则溶液中c(Cr3+)为
 
 mol?L-1.
(5)CrO3的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如图3所示.则从开始加热到 750K 时总反应方程式
 
.

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网