Question

8．印刷電路的廢腐蝕液含有大量CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，任意排放將導致環(huán)境污染及資源的浪費，必須加以回收利用．用FeCl₃溶液浸泡印刷電路板后的廢液制備CuCl₂•2H₂O的過程如圖：

（1）證明步驟1所加FeCl₃溶液過量的方法是取步驟1反應后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液少許，若溶液呈紅色說明氯化鐵溶液過量．
（2）步驟2所加的氧化劑最適宜的是B（填字母）．A．HNO₃ B．H₂O₂ C．KMnO₄
（3）步驟3的目的是使溶液的pH升高到4.2，此時Fe³⁺完全沉淀，可選用的“試劑1”是CuO（寫出一種即可）．
（4）已知表格數(shù)據(jù)：

物質(zhì)	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Fe（OH）3
Ksp/25℃	8.0×10-16	2.2×10-29	4.0×10-38
完全沉淀時的pH范圍	≥9.6	≥6.4	3～4

對含等物質(zhì)的量的CuCl₂、FeCl₂、FeCl₃的混合溶液的說法，合理的是ABC（填字母）．
A．向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到紅褐色沉淀
B．該溶液中c（Cl^-）：[c（Cu²⁺）+c（Fe²⁺）+c（Fe³⁺）]＞7：3
C．向該溶液中加入適量氯水，并調(diào)節(jié)pH到3～4后過濾，可獲得純凈的CuCl₂溶液
D．在pH=5的溶液中Fe²⁺不能大量存在
（5）蒸發(fā)濃縮CuCl₂溶液時，要滴加濃鹽酸，目的是CuCl₂溶液水解生成氫氧化銅和鹽酸，CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl，滴加濃鹽酸抑制氯化銅的水解（用化學方程式結合簡要的文字說明），再經(jīng)冷卻、結晶、過濾，得到CuCl₂•2H₂O．

Answer 1

分析 用FeCl₃溶液浸泡印刷電路板后的廢液，印刷電路的廢腐蝕液含有大量CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，含有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺離子，溶液中加入氧化劑氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，過濾得到氯化銅溶液，通過濃縮蒸發(fā)，冷卻結晶，過濾洗滌，得到CuCl₂•2H₂O，注意蒸發(fā)濃縮CuCl₂溶液時，要滴加濃鹽酸防止銅離子的水解，
（1）依據(jù)鐵離子遇到KSCN溶液會變化為紅色設計檢驗；
（2）步驟2所加的氧化劑能氧化亞鐵離子，但不能引入新的雜質(zhì)；
（3）步驟3的目的是使溶液的pH升高到4.2，此時Fe³⁺完全沉淀，調(diào)節(jié)溶液PH是指，加入物質(zhì)和酸反應，且不能引入新的雜質(zhì)；
（4）A．根據(jù)Ksp的大小判斷溶解性；
B．Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺發(fā)生水解，因此它們的物質(zhì)的量會減少；
C．加入氯水氧化亞鐵離子得到氯化鐵和氯化銅的混合溶液，調(diào)節(jié)溶液PH可以出去氯化鐵；
D．根據(jù)溶度積計算和沉淀完全的溶液PH分析判斷．
（5）CuCl₂溶液水解生成氫氧化銅和鹽酸，蒸發(fā)時鹽酸揮發(fā)，促進水解平衡正向進行得到水解產(chǎn)物．

解答 解：（1）證明步驟1所加FeCl₃溶液過量的方法是利用鐵離子的特征性質(zhì)，遇到硫氰酸鉀溶液變紅色設計，步驟為：取步驟1反應后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液少許，若溶液呈紅色說明氯化鐵溶液過量，
故答案為：取步驟1反應后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液少許，若溶液呈紅色氯化鐵溶液過量；
（2）步驟2所加的氧化劑的目的是氧化亞鐵離子，便于除去且不引入新的雜質(zhì)，選項中AC都會引入雜質(zhì)離子，過氧化氫氧化亞鐵離子，本身被還原為水，不引入其他雜質(zhì)離子，故選B，
故答案為：B；
（3）步驟3的目的是使溶液的pH升高到4.2，此時Fe³⁺完全沉淀，調(diào)節(jié)溶液PH是指加入的物質(zhì)和酸反應，且不能引入新的雜質(zhì)，可以是CuO，Cu₂（OH）₂CO₃等，
故答案為：CuO；
（4）A．從表格中可以看出，F(xiàn)e（OH）₃的Ksp是最小的，所以它最先出現(xiàn)沉淀，故A正確；
B．因為Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺對應的堿全是弱堿，所以這三種離子在溶液中都會發(fā)生水解，因此它們的物質(zhì)的量會減少，故B正確；
C．加入氯水，可以把亞鐵離子全氧化成三價，而且在調(diào)節(jié)pH時加入的試劑也會在溶液中有所保留，可獲得純凈的CuCl₂溶液，故C正確；
D．在pH=5的溶液中c（H⁺）=10^-5moL/L，c（Fe³⁺）=$\frac{4×1{0}^{-38}}{（1×1{0}^{-5}）^{3}}$mol/L=4×10^-13mol/L，F(xiàn)e³⁺不能大量存在，c（Fe²⁺）=$\frac{8.0×1{0}^{-16}}{（1×1{0}^{-5}）^{2}}$=8.0×10^-6mol/L，可知Fe²⁺能大量存在，故D錯誤；
故選ABC；
（5）CuCl₂溶液水解生成氫氧化銅和鹽酸，蒸發(fā)時鹽酸揮發(fā)，促進水解平衡正向進行得到水解產(chǎn)物，蒸發(fā)濃縮CuCl₂溶液時，要滴加濃鹽酸是防止銅離子的水解，
故答案為：CuCl₂溶液水解生成氫氧化銅和鹽酸，CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl，滴加濃鹽酸抑制氯化銅的水解．

點評 本題考查難溶電解質(zhì)的溶解平衡以及轉化等知識，題目難度中等，注意加入氯水引入雜質(zhì)，注意物質(zhì)氧化性的比較，注意溶度積的計算公式的運用．