Question

1．某化學實驗室產生的廢液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cl^-四種離子，現設計下列方案對廢液進行處理，以回收金屬并制備較純凈的氯化鋅、氯化鐵晶體．

氫氧化物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Zn（OH）2
開始沉淀pH	2.7	7.6	5.2	5.4
完全沉淀pH	3.7	9.6	6.9	7.8

（1）氧化過程中加入H₂O₂發(fā)生反應的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，加入H₂O₂后立即有大量氣泡生成，可能的原因是溶液中金屬陽離子催化H₂O₂分解．
（2）Fe³⁺水解的平衡常數表達式為Kh=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）}{c（F{e}^{3+}）}$，加入試劑X調pH合適范圍為[3.7，5.4），X可以是下列試劑中的AD（填字母）．
A．ZnCO₃       B．NH₃•H₂O       C．ZnCl₂        D．ZnO
（3）由沉淀2獲得FeCl₃•6H₂O晶體的操作為①加入過量鹽酸溶解；②蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；③過濾、洗滌、干燥．

Answer 1

分析 對廢液進行處理，以回收金屬并制備較純凈的氯化鋅、氯化鐵晶體，結合實驗流程可知，廢液中加Fe，Fe³⁺、Cu²⁺均與Fe反應，沉淀1含Fe、Cu，沉淀1與足量鹽酸反應得到的金屬為Cu，濾液中含Fe²⁺、Zn²⁺、Cl^-，Fe²⁺與過氧化氫發(fā)生氧化還原反應生成Fe³⁺，試劑X為ZnO、ZnCO₃等促進鐵離子水解轉化為沉淀，過濾2含Zn²⁺、Cl^-，沉淀2為Fe（OH）₃，沉淀2與鹽酸反應后，蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶得到晶體，以此來解答．

解答 解：對廢液進行處理，以回收金屬并制備較純凈的氯化鋅、氯化鐵晶體，結合實驗流程可知，廢液中加Fe，Fe³⁺、Cu²⁺均與Fe反應，沉淀1含Fe、Cu，沉淀1與足量鹽酸反應得到的金屬為Cu，濾液中含Fe²⁺、Zn²⁺、Cl^-，Fe²⁺與過氧化氫發(fā)生氧化還原反應生成Fe³⁺，試劑X為ZnO、ZnCO₃等促進鐵離子水解轉化為沉淀，過濾2含Zn²⁺、Cl^-，沉淀2為Fe（OH）₃，沉淀2與鹽酸反應后，蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶得到晶體，
（1）氧化過程中加入H₂O₂發(fā)生反應的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，加入H₂O₂后立即有大量氣泡生成，可能的原因是溶液中金屬陽離子催化H₂O₂分解，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；溶液中金屬陽離子催化H₂O₂分解；
（2）由Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，可知水解平衡常數Kh=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）}{c（F{e}^{3+}）}$，結合表格中的數據可知，試劑X為ZnO、ZnCO₃等，調節(jié)pH為[3.7，5.4），
故答案為：Kh=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）}{c（F{e}^{3+}）}$；[3.7，5.4）；  AD；
（3）由沉淀2獲得FeCl₃•6H₂O晶體的操作為①加入過量鹽酸溶解；②蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；③過濾、洗滌、干燥，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶．

點評 本題考查物質的制備實驗，為高頻考點，把握物質的性質、流程中發(fā)生的反應、反應原理及混合物分離為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的綜合考查，注意鹽類水解原理的應用，題目難度不大．