Question

1．某化学实验室产生的废液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cl^-四种离子，现设计下列方案对废液进行处理，以回收金属并制备较纯净的氯化锌、氯化铁晶体．

氢氧化物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Zn（OH）2
开始沉淀pH	2.7	7.6	5.2	5.4
完全沉淀pH	3.7	9.6	6.9	7.8

（1）氧化过程中加入H₂O₂发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，加入H₂O₂后立即有大量气泡生成，可能的原因是溶液中金属阳离子催化H₂O₂分解．
（2）Fe³⁺水解的平衡常数表达式为Kh=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）}{c（F{e}^{3+}）}$，加入试剂X调pH合适范围为[3.7，5.4），X可以是下列试剂中的AD（填字母）．
A．ZnCO₃       B．NH₃•H₂O       C．ZnCl₂        D．ZnO
（3）由沉淀2获得FeCl₃•6H₂O晶体的操作为①加入过量盐酸溶解；②蒸发浓缩、冷却结晶；③过滤、洗涤、干燥．

Answer 1

分析 对废液进行处理，以回收金属并制备较纯净的氯化锌、氯化铁晶体，结合实验流程可知，废液中加Fe，Fe³⁺、Cu²⁺均与Fe反应，沉淀1含Fe、Cu，沉淀1与足量盐酸反应得到的金属为Cu，滤液中含Fe²⁺、Zn²⁺、Cl^-，Fe²⁺与过氧化氢发生氧化还原反应生成Fe³⁺，试剂X为ZnO、ZnCO₃等促进铁离子水解转化为沉淀，过滤2含Zn²⁺、Cl^-，沉淀2为Fe（OH）₃，沉淀2与盐酸反应后，蒸发浓缩、冷却结晶得到晶体，以此来解答．

解答 解：对废液进行处理，以回收金属并制备较纯净的氯化锌、氯化铁晶体，结合实验流程可知，废液中加Fe，Fe³⁺、Cu²⁺均与Fe反应，沉淀1含Fe、Cu，沉淀1与足量盐酸反应得到的金属为Cu，滤液中含Fe²⁺、Zn²⁺、Cl^-，Fe²⁺与过氧化氢发生氧化还原反应生成Fe³⁺，试剂X为ZnO、ZnCO₃等促进铁离子水解转化为沉淀，过滤2含Zn²⁺、Cl^-，沉淀2为Fe（OH）₃，沉淀2与盐酸反应后，蒸发浓缩、冷却结晶得到晶体，
（1）氧化过程中加入H₂O₂发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，加入H₂O₂后立即有大量气泡生成，可能的原因是溶液中金属阳离子催化H₂O₂分解，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；溶液中金属阳离子催化H₂O₂分解；
（2）由Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，可知水解平衡常数Kh=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）}{c（F{e}^{3+}）}$，结合表格中的数据可知，试剂X为ZnO、ZnCO₃等，调节pH为[3.7，5.4），
故答案为：Kh=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）}{c（F{e}^{3+}）}$；[3.7，5.4）；  AD；
（3）由沉淀2获得FeCl₃•6H₂O晶体的操作为①加入过量盐酸溶解；②蒸发浓缩、冷却结晶；③过滤、洗涤、干燥，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶．

点评 本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握物质的性质、流程中发生的反应、反应原理及混合物分离为解答的关键，侧重分析与实验能力的综合考查，注意盐类水解原理的应用，题目难度不大．