Question

工业上可用印刷电路板的腐蚀废液生成CuCl₂?2H₂O，从而对废液进行利用，其工艺流程如图1：
已知：pH≥9.6时，Fe²⁺以Fe（OH）₂的形式完全沉淀；pH≥6.4时，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式完全沉淀；pH在3～4时，Fe³⁺以Fe（OH）₃的形式完全沉淀．
（1）用32%～35%的FeCl₃溶液溶解印刷线路板上的金属铜的原理是（用离子方程式表示）：

 

．
（2）试剂A最好应选用下列中的

 

（填字母）．理由是

 

．
a．浓硫酸    b．Cl₂    c．NaClO    d．NaOH溶液
（3）操作1的名称是

 

，用到的玻璃仪器有

 

．
（4）分析有关物质的溶解度曲线（如图2所示），为了获得CuCl₂?2H₂O晶体，对滤液B进行的操作2是

 

、

 

，过滤得到产品．（5）测定CuCl₂?2H₂O产品的质量分数可按下列方法进行：取2.000g产品，用水溶解，加入60.00mL 0.4000mol/L的KI溶液（足量），充分反应后加入淀粉指示剂，用0.4000mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定，耗去标准溶液25.00mL时，刚好达到滴定终点．
已知：2Cu²⁺+4I^-=2CuI+I₂
I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
则此产品中CuCl₂?2H₂O的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：金属的回收与环境、资源保护,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,铁盐和亚铁盐的相互转变,铜金属及其重要化合物的主要性质

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）铜具有还原性，铁离子具有氧化性，二者之间发生氧化还原反应；
（2）将废液中的亚铁离子除去，加热蒸发，浓缩结晶即可得到纯净的氯化铜晶体，据此回答．
（3）据物质的分离方法确定；
（4）为了获得CuCl₂?2H₂O晶体，需要利用重结晶法把硫酸钠除掉，蒸发浓缩后，由于同温下硫酸钠的溶解度小，会有大量硫酸钠析出，故趁热过滤掉析出的硫酸钠；而40摄氏度时硫酸钠溶解度最大，硫酸钠最不容易析出，为了得到更多的析出CuCl₂?2H₂O晶体，温度略低于40℃的范围内分离；根据反应的过程：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，得到关系式：Cu²⁺～S₂O₃^2-，进行计算即可．

解答： 解：（1）铜具有还原性，铁离子具有氧化性，二者之间发生的氧化还原反应为：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂，离子方程式为：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；故答案为：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）为了将废液中的亚铁离子除去，加入一种试剂将亚铁离子氧化为铁离子，调节pH值，可以将铁离子沉淀出来，但是铜离子不沉淀即可，故选NaClO，它具有碱性和氧化性，能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，且反应能消耗H⁺，增大溶液的pH使Fe³⁺沉淀，
故答案为：c；NaClO能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，且反应能消耗H⁺，增大溶液的pH使Fe³⁺沉淀；
（3）据物质的分离方法，溶液与不溶的分离，采用过滤；据过滤确定所需要的玻璃仪器仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒；
答案为：过滤；漏斗、烧杯、玻璃棒；
（4））有图2可知硫酸钠的溶解度较小而且温度较高时随温度的变化不大，加热浓缩时会有大量的硫酸钠析出，冷却结晶时尽量保证硫酸钠不析出，而40摄氏度时硫酸钠溶解度最大，为了能析出更多的CuCl₂?2H₂O晶体，
依据2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
得到       Na₂S₂O₃ ～Cu²⁺
           1          1
0.4000mol/L×0.0250L  0.01mol
则CuCl₂?2H₂O的物质的量为：0.01mol，
试样中CuCl₂?2H₂O的质量百分数为

0.01mol×171g/mol

2.0g

×100%=85.50%，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；85.50%；

点评：本题以实验的方法考查学生含铁化合物的性质知识，注重物质的分离、提纯和化学实验基本操作的知识以及根据化学方程式进行计算的知识，难度中等．