Question

【題目】某化學興趣小組對一種廢舊合金(含有Cu、Fe、Si等元素)進行分離、回收再利用，所設計工藝流程如下。

已知:298K時，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10—38，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10一20，

Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10—13

回答下列問題:

(1)操作I、Ⅱ、Ⅲ為________，固體B為_________ (填化學式)。

(2)加人過量FeCl3溶液過程中與較不活潑的金屬反應的離子方程式__________________。

(3)調節pH至2.9～3.2的目的是分離_________ (填離子符號)

(4)①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液發生反應的離子方程式為_________________。

②若用 a mol/LKMnO4溶液處理溶液b，當恰好反應時消耗KMnO4溶液V mL，所得紅棕色固體C的物質的量為_________(用含a、v的代數式表示)

(5)常溫下，若溶液c中所含的金屬陽離子濃度相等，向溶液c中逐滴加入KOH溶液，最后生成的沉淀為_________ (填化學式)。

(6)用惰性電極電解時陽極產生標準狀況下的氣體6.72L，陰極得到的電子數為0.8NA，則生成氧氣的物質的量為________ mol.

Answer 1

【答案】 過濾 Cu 2Fe3+ +Cu= 2Fe2++Cu2+ Fe3+ MnO4- + 5Fe2+ + 8H+= Mn2++ 5Fe3++4H2O 2.5aV×10－3mol Mn(OH)2 0.1

【解析】試題分析：由流程可知，合金經氯化鐵溶液溶解后把其中的鐵和銅溶解，過濾后除去硅；向濾液中加入過量的銅，把過量的Fe3+還原，過濾得到銅，再向濾液中加入酸性高錳酸鉀溶液把亞鐵離子完全氧化為+3價鐵離子，然后再加堿調節pH使+3價鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀；濾液經處理后電解，陽極得到氯氣和氧氣、陰極得到銅。

(1)操作I、Ⅱ、Ⅲ為過濾，固體B為Cu。

(2) FeCl3溶液與較不活潑的金屬銅反應的離子方程式為2Fe3+ +Cu= 2Fe2++Cu2+。

(3)調節pH至2.9～3.2的目的是分離Fe3+。

(4)①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液發生反應的離子方程式為MnO4- + 5Fe2+ + 8H+= Mn2++ 5Fe3++4H2O。

②若用 a mol/LKMnO4溶液處理溶液b，當恰好反應時消耗KMnO4溶液V mL，由反應的離子方程式可知，n(Fe3+)=5n(KMnO4)=5V =5aV ，所得紅棕色固體C為Fe2O3，其物質的量為2.5aV×10－3mol 。

(5)常溫下，溶液c中所含的金屬陽離子為Fe3+、Cu2+和Mn2+，若三者濃度相等，向溶液c中逐滴加入KOH溶液，因為Ksp[Fe(OH)3] Ksp[Cu(OH)2] Ksp[Mn(OH)2]，所以先生成的沉淀是Fe(OH)3（由流程可知，pH=3.2時，Fe3+沉淀完全，而Cu2+和Mn2+尚未開始沉淀），最后生成的沉淀為Mn(OH)2。

(6)用惰性電極電解時陽極產生標準狀況下的氣體6.72L，陰極得到的電子數為0.8NA，由電子轉移守恒得，4n(O2)+2[]=0.8mol，則生成氧氣的物質的量為0.1mol.