Question

碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂C0₃]是一种用途广泛的化工原料．工业上可用电子工业中刻蚀线路板的酸性废液（主要成分有FeCl₃、CuCl₂、FeCl₂）制备，其制备过程如下：

查阅资料知，通过调节溶液的酸碱性可使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺生成沉淀的pH如下：

物质	Cu（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
开始沉淀pH	6.0	7.5	1，4
沉淀完全pH	13	14	3.7

（1）氯酸钠的作用是

 

；
（2）调节溶液A的pH范围为

 

，可以选择的试剂是

 

．（填序号）．
a．氨水    b．硫酸铜    c．氢氧化铜    d．碳酸铜
（3）反应B的温度要控制在60℃左右，且保持恒温，可采用的加热方法是

 

；若温度过高，所得蓝绿色沉淀中会有黑色固体出现，黑色固体可能是

 

．
（4）已知滤液中含有碳酸氢钠，写出生成碱式碳酸铜的离子方程式：

 

．
（5）过滤得到的产品洗涤时，如何判断产品已经洗净

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：电子工业中刻蚀线路板的酸性废液（主要成分有FeCl₃、CuCl₂、FeCl₂）加具有氧化性的物质氯酸钠，把亚铁离子氧化物铁离子，加入CuO（或氢氧化铜、碳酸铜等）调节pH是铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤除去沉淀，在滤液中加碳酸钠，生成碱式碳酸铜，过滤得到碱式碳酸铜固体；
（1）根据表中数据可知铁离子容易转化为沉淀，则要把亚铁离子转化为铁离子；
（2）调节溶液A的pH使铁离子转化为沉淀，而铜离子不沉淀；加入的试剂能消耗氢离子，但是不能引入新的杂质；
（3）反应温度较低，应该用水浴加热；碱式碳酸铜受热易分解生成CuO；
（4）氯化铜与碳酸钠反应生成碱式碳酸铜和碳酸氢钠；
（5）检验洗涤是否干净，设计实验检验滤液中是否含有氯离子证明是否洗涤干净．

解答： 解：电子工业中刻蚀线路板的酸性废液（主要成分有FeCl₃、CuCl₂、FeCl₂）加具有氧化性的物质氯酸钠，把亚铁离子氧化物铁离子，加入CuO（或氢氧化铜、碳酸铜等）调节pH是铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤除去沉淀，在滤液中加碳酸钠，生成碱式碳酸铜，过滤得到碱式碳酸铜固体；
（1）根据表中数据可知铁离子在pH=3.7时，即可完全沉淀，则容易转化为沉淀除去，所以要加入氧化剂氯酸钾把亚铁离子氧化为铁离子；
故答案为：将Fe²⁺氧化成Fe³⁺并最终除去；
（2）调节溶液A的pH使铁离子转化为沉淀，而铜离子不沉淀，则调节溶液A的pH范围为3.7-6.0；调节pH时，加入的试剂能消耗氢离子，但是不能引入新的杂质，则可以选用氢氧化铜 和碳酸铜；
故答案为：3.7-6.0；cd；
（3）反应B的温度要控制在60℃左右，且保持恒温，由于反应温度较低，则可采用水浴加热的方法；碱式碳酸铜受热易分解生成CuO，所以若温度过高，所得蓝绿色沉淀中会有黑色固体CuO；
故答案为：水浴加热；CuO；
（4）氯化铜与碳酸钠反应生成碱式碳酸铜和碳酸氢钠，其反应的离子方程式为：2Cu²⁺+3CO₃^2-+2H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃+2HCO₃^-；
故答案为：2Cu²⁺+3CO₃^2-+2H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃+2HCO₃^-；
（5）沉淀表面会附着氯离子，设计实验检验是否含有氯离子的方法可以检验是否洗涤干净，实验设计为：取最后一次洗涤液，加入硝酸银、稀硝酸，无沉淀生成则表明已洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤液，加入硝酸银、稀硝酸，无沉淀生成则表明已洗涤干净．

点评：本题考查了实验探究物质分离方法和物质性质的分析判断，注意把握一些重要的实验操作，掌握物质性质是关键，题目难度中等．