Question

【題目】“變廢為寶”是化工的重要主題。工業上可用電子工業中刻蝕線路板的酸性廢液(主要成分有CuCl2，FeCl2等)制備堿式碳酸銅Cu2(OH)2CO3]，其制備過程如下圖所示：

查閱資料得知，一定濃度的Cu2+、Fe2+、Fe3+生成氫氧化物沉淀的pH如下表：

金屬離子	Cu2+	Fe2+	Fe3+
開始沉淀的pH	4.2	6.5	1.4
沉淀完全的pH	6.7	9.7	3.7

（1）電子工業中用FeCl3溶液制作銅制印刷電路板，該反應的離子方程式為___________。

（2）操作I、操作Ⅱ所用的玻璃儀器除燒杯外還需要______________________。

（3）氯酸鈉的作用是____________________________________________；反應A中氧化劑與還原劑物質的量之比是___________。

（4）調節pH的范圍為___________，可以選擇的試劑是___________(填序號)。

A.氨水 B.硫酸銅 C.氧化銅 D.氫氧化銅

（5）已知濾液Ⅱ中含有碳酸氫鈉，寫出生成堿式碳酸銅的離子方程式：___________。

（6）若廢液中CuCl2的含量為13.5%，則1噸廢液理論上可提煉堿式碳酸銅________噸。

Answer 1

【答案】2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 漏斗、玻璃棒 將Fe2+氧化為Fe3+ 1:6 3.7～4.2 CD 2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2（OH）2CO3↓+2HCO3- 0.111

【解析】

刻蝕廢液加入NaClO3把Fe2+氧化為Fe3+，調節pH除掉鐵離子，濾渣為Fe（OH）3，向CuCl2溶液中加入碳酸鈉固體，過濾得到堿式碳酸銅。

（1）FeCl3溶液與銅發生氧化還原反應；

（2）操作Ⅰ、操作Ⅱ是過濾，分析過濾裝置所需儀器；

（3）氯酸鈉把Fe2+氧化為Fe3+，根據得失電子數相等計算氧化劑與還原劑物質的量之比；

（4）根據除雜的同時不要引進新的雜質，保證鐵離子沉淀完全，銅離子不沉淀選擇pH；

（5）根據題意銅離子和碳酸根離子反應生成堿式碳酸銅和碳酸氫根離子書寫離子方程式；

（6）利用銅的守恒，列關系式進行計算。

（1）FeCl3溶液與銅發生反應生成亞鐵離子與銅離子：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；

正確答案：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

（2）操作Ⅰ、操作Ⅱ是過濾，過濾裝置所需的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；

正確答案：漏斗、玻璃棒

（3）氯酸鈉把Fe2+氧化為Fe3+， NaClO3被還原為氯化鈉，氯元素由正五價降到負一價，Fe2+到Fe3+升高一價，根據得失電子數相等，得出關系式NaClO3～6 Fe2+，即氧化劑與還原劑物質的量之比為1:6；

正確答案: 1:6

（4）調節pH使得鐵離子沉淀完全，鐵離子沉淀完全pH為3.7，銅離子開始沉淀pH為4.2，故應控制pH為3.7～4.2，使鐵離子沉淀完全而銅離子不沉淀；氨水會引入雜質離子，硫酸銅不能使溶液pH升高，氫氧化銅和氧化銅能和氫離子反應，能調節pH，且不會引入雜質，可用作調節pH的試劑。

正確答案：3.7～4.2 CD。

（5）根據題意銅離子和碳酸根離子反應生成堿式碳酸銅和碳酸氫根離子，離子方程式為2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2（OH）2CO3↓+2HCO3－；

正確答案：2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2（OH）2CO3↓+2HCO3－

（6）設生成的堿式碳酸銅的質量為x，利用銅的守恒，列關系式進行計算

2CuCl2～Cu2（OH）2CO3

2×135噸 222噸

1噸×13.5% x

x==0.111噸

正確答案：0.111