Question

【題目】膽礬是一種常見的化合物，工業上它也是一種制取其它含銅化合物的原料，現有廢銅（主要雜質為 Fe）來制備膽礬．有人設計了如下流程：

pH 值控制可參考下列數據

物質	開始沉淀時的 pH 值	完全沉淀時的 pH 值
氫氧化鐵	2.7	3.7
氫氧化亞鐵	7.6	9.6
氫氧化銅	5.2	6.4

請根據上述流程回答下列問題：

（1） A 可選用________（填字母）．

a．稀 H2SO4 b．濃 H2SO4、加熱 c．濃 FeCl3 溶液 d．濃 HNO3

（2） Ⅰ中加 H2O2 的目的____________．

（3） Ⅱ中加 Cu2(OH)2CO3 的目的是_________，其優點是___________．

（4） Ⅲ加熱煮沸時發生的化學反應的離子方程式為 _____________．

（5） V 中加 H2SO4 調節 pH=1 是為了____________，某工程師認為上述流程中所加的 A 物質并不理想，需作改進，其理由是_________，若你是工程師，將對所加的 A 物質作何改進？請提出建議_________．

Answer 1

【答案】 b 將 Fe2+氧化為 Fe3+ 除去過量的硫酸 不引入新的雜質 Fe3++3H2O Fe(OH)3↓+3H+ 抑制Cu2＋的水解 會產生 SO2，會對污染環境，硫酸的利用率低 可以向稀硫酸中不斷通氧氣（或者加 H2O2）并加熱

【解析】用廢銅（主要雜質為 Fe）來制備膽礬：將金屬全部溶解，再將Fe2＋ 氧化為Fe3＋，控制pH值， 最終轉化為Fe(OH)3 除去，且保證銅離子不會沉淀。為了不引進雜質離子，加入H2O2，將Fe2＋ 轉化為Fe3＋ ，在III中調節溶液pH值，加Cu2(OH)2 CO3，調節溶液的酸堿性，中和過量的硫酸，控制溶液的pH值為3.7，溶液中Fe3＋ 全轉化為Fe(OH)3 ，過濾，濾液中剩余的陽離子主要是Cu2＋，陰離子是SO42－，再加硫酸，調節溶液pH值為1，抑制Cu2＋的水解，再進行蒸發、冷卻、結晶，得到膽礬。（1）a．稀 H2SO4 不能溶解Cu；b．濃 H2SO4、加熱，可行；c．濃 FeCl3 溶液會引入雜質；d．濃 HNO3會引入雜質；故選b；（2）H2O2將Fe2＋氧化為Fe3＋后，調節pH，可與Cu2＋ 分步沉淀除去，所以Ⅰ中加H2O2的目的將亞鐵離子氧化為鐵離子；（3）在III中調節溶液pH值，加Cu2(OH)2 CO3，調節溶液的酸堿性，中和過量的硫酸，控制溶液的pH值為3.7，溶液中Fe3＋ 全轉化為Fe(OH)3 ，過濾，并且不引入新的雜質，故：除去過量的硫酸；不引入新的雜質；（4）水解是吸熱反應，Ⅲ加熱，促進鐵離子水解，可以得到氫氧化鐵沉淀，發生的化學反應的離子方程式為：Fe3++3H2O Fe(OH)3↓+3H+ （5）V中加H2SO4調節pH=1是為了抑制Cu2＋的水解，但是Cu與濃硫酸反應過程中會產生SO2，會對污染環境，這樣會使硫酸的利用率低，所以可以向稀硫酸中不斷通氧氣（或者加H2O2）并加熱。