Question

实验室可用Fe₂（SO₄）₃稀溶液做刻蚀液洗去试管中的银镜：Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺

（1）Fe₂（SO₄）₃溶液显酸性，原因是

 

（用离子方程式表示）．
（2）有同学提出用FeCl₃溶液代替Fe₂（SO₄）₃除Ag效果更好，其理由是

 

．
（3）如果将题设原理设计成电解法洗Ag（如图甲），阴极反应为

 

．
（4）乙同学欲从洗银废液（Fe³⁺、Fe²⁺、Ag⁺、SO₄^2-）中回收银和刻蚀液，设计了如图乙路线：
①物质X是

 

．
②过程Ⅱ涉及到的分离方法是

 

．
③过程Ⅲ在酸性条件下的离子方程式是

 

；若要在该条件下得到最大量的Fe₂（SO₄）₃，根据下表提供的信息，则应该控制该溶液的pH范围是

 

沉淀物	开始沉淀pH	完全沉淀pH
Fe（OH）3	2.0	3.0

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,盐类水解的原理,电解原理

专题：

分析：（1）铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子，溶液呈酸性；
（2）依据反应Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺，Cl^-+Ag⁺=AgCl↓从而促进上述Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺反应平衡正向移动；
（3）电解法除银，应把含银的试管作阳极，银溶解，阴极铁离子得电子发生还原反应；
硝酸根离子在酸溶液中具有氧化性，可以氧化银、亚铁离子；
（4）洗银废液（Fe³⁺、Fe²⁺、Ag⁺、NO₃^-）中回收银和刻蚀液需要先加入过量铁还原Fe³⁺、Ag⁺；过程Ⅱ中加入的稀硫酸是溶解过量的铁，要得到银需进行过滤，把溶液和银分开，刻蚀液成分为铁离子，故需用过氧化氢把亚铁离子氧化，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，从铁离子沉淀pH可知，pH为2.0开始沉淀，pH为3沉淀完全，故应控制pH小于2.0．
①洗银废液（Fe³⁺、Fe²⁺、Ag⁺、NO₃^-）中回收银和刻蚀液需要先加入过量铁还原Fe³⁺、Ag⁺；
②试剂Ⅱ是溶解过量的铁；
③过氧化氢具有强氧化性，把亚铁离子氧化，从铁离子沉淀pH可知，控制pH小于2.0．

解答： 解：（1）Fe₂（SO₄）₃溶液显酸性是因为铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子；
反应的离子方程式为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
故答案为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
（2）FeCl₃溶液洗银，发生反应为：Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺，Cl^-+Ag⁺=AgCl↓，从而促进上述Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺反应平衡正向移动；故答案为：Cl^-+Ag⁺=AgCl↓从而促进上述Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺反应平衡正向移动；
（3）电解法除银，应把含银的试管作阳极，银溶解，Ag-e^-=Ag⁺，
阴极铁离子得电子发生还原反应，反应式为：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；
故答案为：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；
（4）①洗银废液（Fe³⁺、Fe²⁺、Ag⁺、NO₃^-）中回收银和刻蚀液需要先加入过量铁还原Fe³⁺、Ag⁺；反应的离子方程式为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，Fe+2Ag⁺=Fe²⁺+2Ag；
故答案为：铁；
②过程Ⅱ中加入的稀硫酸是溶解过量的铁，得到银，分离银需进行过滤，把溶液和银分开，
故答案为：过滤；
③过氧化氢具有强氧化性，把亚铁离子氧化，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，从铁离子沉淀pH可知，pH为2.0开始沉淀，pH为3沉淀完全，故应控制pH小于2.0．

点评：本题考查了盐类水解的应用，回收利用的提取过程盐类分析判断，试剂选择的目的，电解原理，离子方程式化学方程式书写的方法，掌握物质性质是关键，题目难度中等．