Question

【题目】“变废为宝”是化工的重要主题。工业上可用电子工业中刻蚀线路板的酸性废液(主要成分有CuCl2，FeCl2等)制备碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3]，其制备过程如下图所示：

查阅资料得知，一定浓度的Cu2+、Fe2+、Fe3+生成氢氧化物沉淀的pH如下表：

金属离子	Cu2+	Fe2+	Fe3+
开始沉淀的pH	4.2	6.5	1.4
沉淀完全的pH	6.7	9.7	3.7

（1）电子工业中用FeCl3溶液制作铜制印刷电路板，该反应的离子方程式为___________。

（2）操作I、操作Ⅱ所用的玻璃仪器除烧杯外还需要______________________。

（3）氯酸钠的作用是____________________________________________；反应A中氧化剂与还原剂物质的量之比是___________。

（4）调节pH的范围为___________，可以选择的试剂是___________(填序号)。

A.氨水 B.硫酸铜 C.氧化铜 D.氢氧化铜

（5）已知滤液Ⅱ中含有碳酸氢钠，写出生成碱式碳酸铜的离子方程式：___________。

（6）若废液中CuCl2的含量为13.5%，则1吨废液理论上可提炼碱式碳酸铜________吨。

Answer 1

【答案】2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 漏斗、玻璃棒 将Fe2+氧化为Fe3+ 1:6 3.7～4.2 CD 2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2（OH）2CO3↓+2HCO3- 0.111

【解析】

刻蚀废液加入NaClO3把Fe2+氧化为Fe3+，调节pH除掉铁离子，滤渣为Fe（OH）3，向CuCl2溶液中加入碳酸钠固体，过滤得到碱式碳酸铜。

（1）FeCl3溶液与铜发生氧化还原反应；

（2）操作Ⅰ、操作Ⅱ是过滤，分析过滤装置所需仪器；

（3）氯酸钠把Fe2+氧化为Fe3+，根据得失电子数相等计算氧化剂与还原剂物质的量之比；

（4）根据除杂的同时不要引进新的杂质，保证铁离子沉淀完全，铜离子不沉淀选择pH；

（5）根据题意铜离子和碳酸根离子反应生成碱式碳酸铜和碳酸氢根离子书写离子方程式；

（6）利用铜的守恒，列关系式进行计算。

（1）FeCl3溶液与铜发生反应生成亚铁离子与铜离子：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；

正确答案：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

（2）操作Ⅰ、操作Ⅱ是过滤，过滤装置所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；

正确答案：漏斗、玻璃棒

（3）氯酸钠把Fe2+氧化为Fe3+， NaClO3被还原为氯化钠，氯元素由正五价降到负一价，Fe2+到Fe3+升高一价，根据得失电子数相等，得出关系式NaClO3～6 Fe2+，即氧化剂与还原剂物质的量之比为1:6；

正确答案: 1:6

（4）调节pH使得铁离子沉淀完全，铁离子沉淀完全pH为3.7，铜离子开始沉淀pH为4.2，故应控制pH为3.7～4.2，使铁离子沉淀完全而铜离子不沉淀；氨水会引入杂质离子，硫酸铜不能使溶液pH升高，氢氧化铜和氧化铜能和氢离子反应，能调节pH，且不会引入杂质，可用作调节pH的试剂。

正确答案：3.7～4.2 CD。

（5）根据题意铜离子和碳酸根离子反应生成碱式碳酸铜和碳酸氢根离子，离子方程式为2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2（OH）2CO3↓+2HCO3－；

正确答案：2Cu2++3CO32-+2H2O=Cu2（OH）2CO3↓+2HCO3－

（6）设生成的碱式碳酸铜的质量为x，利用铜的守恒，列关系式进行计算

2CuCl2～Cu2（OH）2CO3

2×135吨 222吨

1吨×13.5% x

x==0.111吨

正确答案：0.111