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(2013•河南一模)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
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问题描述:

(2013•河南一模)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2.73.7
氢氧化亚铁7.69.6
氢氧化铜5.26.4
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Fe3++3H2O △ .

Fe(OH)3↓+3H+

Fe3++3H2O △ .

Fe(OH)3↓+3H+

(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______.

梁涛回答:
  废铜(主要杂质为Fe)来制备胆矾的流程:将金属全部溶解,再将存在的亚铁离子氧化为铁离子,再结合Cu2+开始沉淀时的pH值,可以Fe最终转化为Fe(OH)3更容易除去,保证铜离子不会沉淀,不能引进杂质离子,加入H2O2,目的是将二价铁转化为三价铁,在III中调节溶液pH值,在这个过程中加了Cu2(OH)2CO3,目的应是调节溶液的酸碱性,所以这里加Cu2(OH)2CO3中和过量的硫酸,控制好溶液的pH值为3.7,刚好此时溶液中三价铁正全转化为Fe(OH)3.当三价铁沉淀完全后,再进行过滤,滤液中剩余的阳离子主要有Cu2+,阴离子有SO42-,再加硫酸,调节溶液pH值=1,目的是抑制Cu2+的水解,再分别进行蒸发、冷却、结晶后,最终得到产品胆矾.   (1)A可选用浓H2SO4、加热,稀硫酸不能溶解Cu,而浓FeCl3溶液、浓HNO3会引入杂质,故答案为:b;   (2)H2O2与Fe2+发生氧化还原反应,Fe2+被氧化为Fe3+后,调节pH,更容易除去,所以Ⅰ中加H2O2的目的将亚铁离子氧化为铁离子,故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+;   (3)在III中调节溶液pH值,在这个过程中加了Cu2(OH)2CO3,这里加Cu2(OH)2CO3中和过量的硫酸,控制好溶液的pH值为3.7,刚好此时溶液中三价铁正全转化为Fe(OH)3,并且不引入新的杂质,故答案为:除去过量的硫酸;不引入新的杂质;   (4)Ⅲ加热煮沸时,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  △  .
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