Question

某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物（鐵元素的化合價為+2和+3價），工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl₂的工藝流程如下：

焙燒過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為：CuS+2NaCl+2O₂高溫CuCl₂+Na₂SO₄．
回答下列問題：
（1）焙燒前先進行粉碎的理由是

 

．
（2）試劑A應(yīng)選用

 

（填編號）①NaClO、②Cl₂、③H₂O₂溶液、④濃硫酸
加入試劑A的目的是

 

．
（3）上述過濾操作中需要用到的玻璃儀器有

 

．
（4）從CuCl₂溶液得到CuCl₂晶體的操作是

 

（寫出操作名稱），該操作必需在HCl氣流中進行，原因是

 

（用離子方程式表示）．
（5）如何檢驗濾液B中是否還有未沉淀的Fe³⁺

 

，
加試劑A調(diào)節(jié)溶液pH=4時，c（Fe³⁺）為

 

．（已知Ksp[Fe（OH）₃]=2.6×10^-39）

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）從反應(yīng)速率角度考慮；
（2）試劑A滿足能把亞鐵離子氧化為鐵離子和調(diào)節(jié)PH使酸性減弱兩個功能；
（3）過濾是除去液體中混有的固體物質(zhì)的一種方法，過濾用到的玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒．
（4）從溶液中得到可溶性固體采用蒸發(fā)結(jié)晶的方法；加熱時促進氯化銅的水解且生成的氯化氫易揮發(fā)造成水解完全，
要想得到較純的無水氯化銅應(yīng)在氯化氫氣流中抑制其水解；
（5）Fe³⁺遇KSCN溶液變?yōu)檠�紅色，作為檢驗Fe³⁺的特征試劑；
依據(jù)氫氧化鐵的溶度積常數(shù)和Fe³⁺沉淀完全的濃度為c（Fe³⁺）＜10^-5mol?L^-1，計算氫氧根離子濃度得到溶液最小pH．

解答： 解：（1）粉碎增大了反應(yīng)物接觸面積，燃燒更充分，
故答案為：增大反應(yīng)物接觸面積，使燃燒更充分；
（2）NaClO、Cl₂、H₂O₂溶液、濃硫酸均能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，但氯水和硫酸溶液均呈酸性，NaClO溶液呈堿性，H₂O₂溶液氧化Fe²⁺氧化為Fe³⁺，消耗氫離子，故可以起到調(diào)節(jié)PH的作用，
故答案為：①③；將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，并調(diào)節(jié)溶液的pH至3～4，使Fe³⁺沉淀；
（3）過濾是除去液體中混有的固體物質(zhì)的一種方法，過濾用到的玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒；故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（4）從溶液中得到可溶性固體采用蒸發(fā)結(jié)晶的方法；由于CuCl₂在加熱過程中水解被促進，且生成的HCl又易揮發(fā)而脫離體系，造成水解完全，
生成氫氧化銅，反應(yīng)的離子方程式為：而不是CuCl₂，想得到無水CuCl₂的合理方法是，讓CuCl₂?2H₂O晶體在干燥的HCl氣流中加熱脫水，
故答案為：蒸發(fā)結(jié)晶；Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺；
（5）Fe³⁺遇KSCN溶液變?yōu)檠�紅色，能檢驗Fe³⁺，取少量溶液于試管中，滴入KSCN溶液，若溶液顯紅色，證明還有未沉淀的Fe³⁺；
常溫時，F(xiàn)e（OH）₃的K_sp=2.6×10^-39，pH=4，c（H⁺）=10^-4mol/L，c（OH^-）=

Kw

c(H+)

=

10-14

10-4

10^-10mol/L，
Ksp=c（Fe³⁺）c³（OH^-）=c（Fe³⁺）×c³（OH^-）=2.6×10^-39，c（Fe³⁺）=

2.6×10-39

(10-10)3

=2.6×10^-9mol/L，
故答案為：取少量溶液于試管中，滴入KSCN溶液，若溶液顯紅色，證明還有未沉淀的Fe³⁺；2.6×10^-9mol/L．

點評：本題考查了物質(zhì)的分離和提純、離子的檢驗及沉淀溶解平衡，難度中等．注意除雜不能引入新的雜質(zhì)．