Question

从某废液（含有Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-）中回收铜并制得纯净的FeCl₃溶液。现以制得纯净的FeCl₃溶液为原料制取优良的水处理剂高铁酸钾(K₂FeO₄)，其流程如下：

已知：高锰酸钾(K₂FeO₄)位暗紫色固体，可溶于水。在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定。高锰酸钾具有强氧化性。高锰酸钾(K₂FeO₄)与水作用产生Fe(OH)₃。

（1）检验废液中含有Fe²⁺选用的试剂是________（填化学式）；从废液中制得纯净的FeCl₃溶液加入的试剂除铁粉外，还需要一种试剂是_________（填化学式），加入时发生反应的离子方程式为__________。

（2）高锰酸钾(K₂FeO₄)在处理水过程中的作用是_________和__________。

（3）“氧化”过程反应的离子方程式为__________。

（4）过滤时需用的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和________，上述工艺得到的高锰酸钾常含有杂志，可用重结晶法提纯，操作是：将粗产品用_________溶解，然后________。

（5）用回收的铜为原料可制得粗制CuSO₄·5H₂O晶体（含有少量的FeSO₄·7H₂O），除去CuSO₄·5H₂O晶体中杂志的方法是：向溶液中加入H₂O₂，再调解溶液PH，过滤即可制得纯净的CuSO₄溶液，进而制得纯净CuSO₄·5H₂O的晶体。

已知：室温时一些物质的K_aq如下表：

化学式	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2
Kaq	8.0×10^-16	8.0×10^-18	8.0×10^-20

已知溶液中的离子浓度小于1×10^-6mol·L^-1时就认定沉淀完全。

加双氧水的目的是__________；若溶液中CuSO₄的浓度为3.0mol·L^-1，通过计算说明此方法可除去粗制CuSO₄·5H₂O晶体中FeSO₄·7H₂O的理由________。

Answer

（1）KMnO4；Cl2、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；

（2）强氧化性；杀菌消毒

（3）2Fe3++10OH-+3ClO-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；

（4）漏斗；稀KOH溶液；加入饱和KOH溶液，冷却结晶

（5）使Fe2+氧化为Fe3+；通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol•L-1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3.0mol•L-1，则Cu（OH）2开始沉淀时溶液的pH为4，Fe3+完全沉淀时溶液的pH为3.3，通过计算确定上述方案可行．（2分）

【解析】

试题解析：（1）Fe2+具有还原性，可以被酸性高锰酸钾爱溶液氧化，检验废液中含有选用的试剂是KMnO4；（6）（2）溶液中铜离子加入足量的铁粉，置换出铜，过滤除去剩余的固体；再加Cl2把亚铁离子氧化为铁离子，2Fe2++Cl2= 2Fe3++2Cl-；（2）高锰酸钾(K2FeO4)具有强氧化性，杀菌消毒；还原出的铁离子水解产生强氧化铁胶体净化水；在处理水过程中的作用是）强氧化性；杀菌消毒；（3）次氯酸钠把铁离子氧化为高铁酸根离子：2Fe3++10OH-+3ClO-==2FeO42-+3Cl-+5H2O；（4）璃棒、烧杯和漏斗；高锰酸钾在碱性溶液中稳定，所以用稀KOH溶液洗涤；然后加入饱和KOH溶液，冷却结晶；（5）双氧水是强氧化剂，把亚铁离子氧化为铁离子；通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol•L-1时就认为沉淀完全， 设溶液中CuSO4的浓度为3.0mol•L-1，则Cu（OH）2开始沉淀时溶液的pH为4，Fe3+完全沉淀 时溶液的pH为3.3 ，通过计算确定上述方案可行．

考点：物质的分离和提纯；