Question

【题目】胆矾是一种常见的化合物，工业上它也是一种制取其它含铜化合物的原料，现有废铜（主要杂质为 Fe）来制备胆矾．有人设计了如下流程：

pH 值控制可参考下列数据

物质	开始沉淀时的 pH 值	完全沉淀时的 pH 值
氢氧化铁	2.7	3.7
氢氧化亚铁	7.6	9.6
氢氧化铜	5.2	6.4

请根据上述流程回答下列问题：

（1） A 可选用________（填字母）．

a．稀 H2SO4 b．浓 H2SO4、加热 c．浓 FeCl3 溶液 d．浓 HNO3

（2） Ⅰ中加 H2O2 的目的____________．

（3） Ⅱ中加 Cu2(OH)2CO3 的目的是_________，其优点是___________．

（4） Ⅲ加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为 _____________．

（5） V 中加 H2SO4 调节 pH=1 是为了____________，某工程师认为上述流程中所加的 A 物质并不理想，需作改进，其理由是_________，若你是工程师，将对所加的 A 物质作何改进？请提出建议_________．

Answer 1

【答案】 b 将 Fe2+氧化为 Fe3+ 除去过量的硫酸 不引入新的杂质 Fe3++3H2O Fe(OH)3↓+3H+ 抑制Cu2＋的水解 会产生 SO2，会对污染环境，硫酸的利用率低 可以向稀硫酸中不断通氧气（或者加 H2O2）并加热

【解析】用废铜（主要杂质为 Fe）来制备胆矾：将金属全部溶解，再将Fe2＋ 氧化为Fe3＋，控制pH值， 最终转化为Fe(OH)3 除去，且保证铜离子不会沉淀。为了不引进杂质离子，加入H2O2，将Fe2＋ 转化为Fe3＋ ，在III中调节溶液pH值，加Cu2(OH)2 CO3，调节溶液的酸碱性，中和过量的硫酸，控制溶液的pH值为3.7，溶液中Fe3＋ 全转化为Fe(OH)3 ，过滤，滤液中剩余的阳离子主要是Cu2＋，阴离子是SO42－，再加硫酸，调节溶液pH值为1，抑制Cu2＋的水解，再进行蒸发、冷却、结晶，得到胆矾。（1）a．稀 H2SO4 不能溶解Cu；b．浓 H2SO4、加热，可行；c．浓 FeCl3 溶液会引入杂质；d．浓 HNO3会引入杂质；故选b；（2）H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋后，调节pH，可与Cu2＋ 分步沉淀除去，所以Ⅰ中加H2O2的目的将亚铁离子氧化为铁离子；（3）在III中调节溶液pH值，加Cu2(OH)2 CO3，调节溶液的酸碱性，中和过量的硫酸，控制溶液的pH值为3.7，溶液中Fe3＋ 全转化为Fe(OH)3 ，过滤，并且不引入新的杂质，故：除去过量的硫酸；不引入新的杂质；（4）水解是吸热反应，Ⅲ加热，促进铁离子水解，可以得到氢氧化铁沉淀，发生的化学反应的离子方程式为：Fe3++3H2O Fe(OH)3↓+3H+ （5）V中加H2SO4调节pH=1是为了抑制Cu2＋的水解，但是Cu与浓硫酸反应过程中会产生SO2，会对污染环境，这样会使硫酸的利用率低，所以可以向稀硫酸中不断通氧气（或者加H2O2）并加热。