Question

實驗室可用Fe₂（SO₄）₃稀溶液做刻蝕液洗去試管中的銀鏡：Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺

（1）Fe₂（SO₄）₃溶液顯酸性，原因是

 

（用離子方程式表示）．
（2）有同學提出用FeCl₃溶液代替Fe₂（SO₄）₃除Ag效果更好，其理由是

 

．
（3）如果將題設原理設計成電解法洗Ag（如圖甲），陰極反應為

 

．
（4）乙同學欲從洗銀廢液（Fe³⁺、Fe²⁺、Ag⁺、SO₄^2-）中回收銀和刻蝕液，設計了如圖乙路線：
①物質(zhì)X是

 

．
②過程Ⅱ涉及到的分離方法是

 

．
③過程Ⅲ在酸性條件下的離子方程式是

 

；若要在該條件下得到最大量的Fe₂（SO₄）₃，根據(jù)下表提供的信息，則應該控制該溶液的pH范圍是

 

沉淀物	開始沉淀pH	完全沉淀pH
Fe（OH）3	2.0	3.0

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用,鹽類水解的原理,電解原理

專題：

分析：（1）鐵離子水解生成氫氧化鐵和氫離子，溶液呈酸性；
（2）依據(jù)反應Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺，Cl^-+Ag⁺=AgCl↓從而促進上述Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺反應平衡正向移動；
（3）電解法除銀，應把含銀的試管作陽極，銀溶解，陰極鐵離子得電子發(fā)生還原反應；
硝酸根離子在酸溶液中具有氧化性，可以氧化銀、亞鐵離子；
（4）洗銀廢液（Fe³⁺、Fe²⁺、Ag⁺、NO₃^-）中回收銀和刻蝕液需要先加入過量鐵還原Fe³⁺、Ag⁺；過程Ⅱ中加入的稀硫酸是溶解過量的鐵，要得到銀需進行過濾，把溶液和銀分開，刻蝕液成分為鐵離子，故需用過氧化氫把亞鐵離子氧化，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，從鐵離子沉淀pH可知，pH為2.0開始沉淀，pH為3沉淀完全，故應控制pH小于2.0．
①洗銀廢液（Fe³⁺、Fe²⁺、Ag⁺、NO₃^-）中回收銀和刻蝕液需要先加入過量鐵還原Fe³⁺、Ag⁺；
②試劑Ⅱ是溶解過量的鐵；
③過氧化氫具有強氧化性，把亞鐵離子氧化，從鐵離子沉淀pH可知，控制pH小于2.0．

解答： 解：（1）Fe₂（SO₄）₃溶液顯酸性是因為鐵離子水解生成氫氧化鐵和氫離子；
反應的離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
（2）FeCl₃溶液洗銀，發(fā)生反應為：Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺，Cl^-+Ag⁺=AgCl↓，從而促進上述Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺反應平衡正向移動；故答案為：Cl^-+Ag⁺=AgCl↓從而促進上述Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺反應平衡正向移動；
（3）電解法除銀，應把含銀的試管作陽極，銀溶解，Ag-e^-=Ag⁺，
陰極鐵離子得電子發(fā)生還原反應，反應式為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；
故答案為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；
（4）①洗銀廢液（Fe³⁺、Fe²⁺、Ag⁺、NO₃^-）中回收銀和刻蝕液需要先加入過量鐵還原Fe³⁺、Ag⁺；反應的離子方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，F(xiàn)e+2Ag⁺=Fe²⁺+2Ag；
故答案為：鐵；
②過程Ⅱ中加入的稀硫酸是溶解過量的鐵，得到銀，分離銀需進行過濾，把溶液和銀分開，
故答案為：過濾；
③過氧化氫具有強氧化性，把亞鐵離子氧化，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，從鐵離子沉淀pH可知，pH為2.0開始沉淀，pH為3沉淀完全，故應控制pH小于2.0．

點評：本題考查了鹽類水解的應用，回收利用的提取過程鹽類分析判斷，試劑選擇的目的，電解原理，離子方程式化學方程式書寫的方法，掌握物質(zhì)性質(zhì)是關(guān)鍵，題目難度中等．