Question

(15分)某研究性学习小组对某废旧合金（含有Cu、Fe、Si 三种成分）进行分离、回收。其工业流程如下：

已知：298K时，Ksp[Cu(OH)₂]=2.0×10^-20，Ksp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38， Ksp[Mn(OH)₂] =1.9×10^-13，

根据上面流程回答有关问题：

（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ一定都不含有的操作是      。

A.过滤    B.洗涤     C.干燥    D.蒸馏

（2）过量的还原剂应是              ,溶液a中发生的反应的离子方程式为            。

（3）若用x mol/L KMnO₄溶液处理溶液b，当恰好将溶液中的阳离子完全氧化时消耗KMnO₄溶液ymL，则最后所得红棕色固体C的质量为               g（用含x、y的代数式表示）。

（4）将溶液c调节pH至2.9-3.2的目的是                                    。

（5）常温下，取0.2mol/L的CuCl₂溶液，若要使Cu²⁺开始沉淀，应调节pH至            。

（6）工业上由红棕色固体C制取相应单质常用的方法是     。

A．电解法     B．热还原法    C．热分解法

（7）用惰性电极电解溶液e制取固体B，所发生的化学反应方程式为                      。

Answer

(15分，除标注外，每空2分)

（1）D（1分）

（2）Cu或铜 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

（3）0.4xy

（4）保证Fe3+沉淀完全而其他金属阳离子不沉淀 （合理答案均计分）

（5）4.5

（6）B

（7）CuCl2 Cu+Cl2↑

【解析】

试题分析：（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是将不溶固体与液体分离，所以都有过滤、洗涤、干燥的操作，则不可能存在蒸馏操作，蒸馏是分离互溶液体的操作，答案选D；

（2）过量的氯化铁溶液与合金中的Cu、Fe反应生成氯化亚铁和氯化铜，同时溶液中还存在过量的氯化铁，根据流程图可知固体B可由溶液e得到，所以B为Cu，则过量的还原剂是铜或Cu；溶液a中发生的离子方程式是2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；

（3）溶液b为氯化亚铁和氯化铜的混合液，若用x mol/L KMnO4溶液处理溶液b，则高锰酸钾与亚铁离子发生氧化还原反应，亚铁离子被氧化为铁离子，高锰酸根离子被还原为锰离子，当恰好将溶液中的阳离子完全氧化时消耗KMnO4溶液ymL，根据得失电子守恒，则亚铁离子的物质的量是xy×10-3×5mol，生成的红棕色固体为Fe2O3，则该固体的质量是xy×10-3×5mol/2×160g/mol=0.4xyg；

（4）根据沉淀的溶度积的数值，氢氧化铁的溶度积最小，所以溶液pH调节至2.9-3.2的目的是保证Fe3+沉淀完全而其他金属阳离子不沉淀；

（5）常温下，取0.2mol/L的CuCl2溶液，则铜离子的浓度是0.2mol/L，若要使Cu2+开始沉淀，则c(Cu2+)c(OH-)2= Ksp[Cu(OH)2]，所以c(OH-)=10-9.5mol/L，则pH=4.5，所以将溶液调节至4.5时铜离子开始沉淀；

（6）工业上炼铁的方法常用还原氧化铁的方法，对于很活泼的金属采用电解法，对于很不活泼的金属用热分解法，对于较活泼的金属采用热还原法，答案选B；

（7）溶液e中含有氯化铜，钾离子的放电能力较铜离子弱，则用惰性电极电解氯化铜时，电解的实质是电解溶质氯化铜，所以反应方程式是CuCl2 Cu+Cl2↑。

考点：考查对流程的分析，基本操作的判断，方程式的书写，反应的计算