Question

碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料．工业上可用酸性刻蚀废液（主要成分有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺、Cl^-）制备，其制备过程如下：

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	4.2	5.8	1.2
完全沉淀pH	6.7	8.3	3.2

（1）氯酸钠的作用是

 

；滤渣的主要成分是

 

（写化学式）．
（2）调节反应A后溶液的pH范围应为

 

．可以选择的试剂是

 

（填序号）．
a．氨水   b．稀硫酸    c．氢氧化钠    d．碳酸铜
（3）反应B的温度如过高，则最终所得蓝绿色产品中可能会出现的杂质是

 

．（写化学式）
（4）最后过滤得到的产品洗涤时，如何判断产品已经洗净？

 

．
（5）将Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuCl₂溶液中得到沉淀．
①若沉淀只有CuCO₃，则相应的离子方程式为

 

．
②若沉淀只有Cu（OH）₂，用相应的离子方程式表示其过程

 

．
③若生成Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物（即碱式盐）．则说明

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,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：根据流程可知，废液中加入次氯酸钠将亚铁离子氧化成铁离子，然后用氢氧化铜或碳酸铜调节溶液的pH生成氢氧化铁除去铁离子，过滤后加入碳酸钠溶液生成碱式碳酸铜，过滤后得到碱式碳酸铜，
（1）亚铁离子不容易除去，需要加入次氯酸钠将亚铁离子氧化成铁离子，便于除去杂质；
（2）调节PH使得铁离子沉淀完全，而铜离子不能开始沉淀，为了不引入杂质，最合适的碱性物质是碳酸铜；
（3）反应B的温度如过高，碳酸铜和氧化铜受热分解为氧化铜；
（4）取最后一次洗涤液设计实验用硝酸酸化的硝酸银溶液检验是否含有氯离子设计检验；
（5）①Cu²⁺和CO₃^2-生成CuCO₃沉淀；
②Cu²⁺和CO₃^2-和水反应生成Cu（OH）₂沉淀和二氧化碳；
③若生成Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物生成碱式盐，说明二者溶解度相近；

解答： 解：根据流程可知，制备碱式碳酸铜的方法为：废液中加入次氯酸钠将亚铁离子氧化成铁离子，然后用氢氧化铜或碳酸铜调节溶液的pH生成氢氧化铁除去铁离子，过滤后加入碳酸钠溶液生成碱式碳酸铜，过滤后得到碱式碳酸铜，
（1）由于沉淀氢氧化亚铁的pH大于沉淀氢氧化铁的pH，所以应该把亚铁离子氧化生成铁离子，然后再沉淀，所以氯酸钠的作用是将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，
滤渣为铁离子完全沉淀得到的氢氧化铁沉淀；
故答案为：将Fe²⁺氧化成Fe³⁺并最终除去；Fe（OH）₃；
（2）调节pH使得铁离子沉淀完全，而铜离子不能开始沉淀，调节反应A后溶液的pH范围应为3.2-4.2；氨水氢氧化钠均引入杂质离子，加入硫酸不能使pH升高，为了不引入杂质，最合适的碱性物质是碳酸铜，
故答案为：3.2-4.2；d；
（3）反应B的温度如过高，碳酸铜和氧化铜均可受热分解生成氧化铜，故答案为：CuO；
（4）最后过滤得到的产品洗涤时，判断产品已经洗净的方法问我和步骤为：取最后一次洗涤液，加入硝酸银和稀硝酸，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，加入硝酸银和稀硝酸，无沉淀生成则表明已洗涤干净；
（5）①将Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuCl₂溶液中得到沉淀，Cu²⁺和CO₃^2-生成CuCO₃沉淀，离子方程式为：Cu²⁺+CO₃^2-=CuCO₃↓；
故答案为：Cu²⁺+CO₃^2-=CuCO₃↓；
②Cu²⁺和CO₃^2-和水发生双水解反应生成Cu（OH）₂沉淀和二氧化碳，离子方程式为：Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑；
故答案为：Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑；
③若生成Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物生成碱式盐，说明二者溶解度相近，既生成氢氧化铜也生成碳酸铜；
故答案为：碳酸铜于氢氧化铜的溶解度相近；

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，涉及离子反应较多，掌握物质性质是关键，题目难度中等．