印刷電路板廢液主要含CuCl2、FeCl2以及少量的FeCl3等物質(zhì)，以廢液為原料制備CuSO4，實現(xiàn)資源回收再利用，流程如圖所示。
（1）粗CuSO4溶液的制備：
①上述流程中能加快反應速率的措施有 粉碎、升溫粉碎、升溫。
②加入鐵屑后，印刷電路板廢液中發(fā)生的離子反應有 2Fe3++Fe=3Fe2+，Cu2++Fe=Fe2++Cu2Fe3++Fe=3Fe2+，Cu2++Fe=Fe2++Cu。
（2）CuSO4溶液的精制
?。?jīng)檢驗，粗CuSO4溶液含有Fe2+。
ⅱ．向粗CuSO4溶液滴加3%的H2O2溶液，當溶液中Fe2+完全氧化后，加CuCO3粉末調(diào)節(jié)溶液的pH=4。
ⅲ．將溶液加熱至沸，趁熱減壓過濾，得到精制CuSO4溶液。
①用離子方程式說明加入H2O2溶液的作用：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
②已知：25℃時，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，CuSO4飽和溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為1.41mol?L-1。ⅱ中調(diào)節(jié)溶液pH=4，請結合計算說明此時Cu2+是否開始沉淀 pH=4時此時c（OH-）=10-10mol/L，則Q[Cu（OH）2]=c（Cu2+）?c2（OH-）=1.41×（10-10）2+=1.41×10-20＜2.2×10-20=Ksp[Cu（OH）2]，所以說明Cu2+尚未開始沉淀pH=4時此時c（OH-）=10-10mol/L，則Q[Cu（OH）2]=c（Cu2+）?c2（OH-）=1.41×（10-10）2+=1.41×10-20＜2.2×10-20=Ksp[Cu（OH）2]，所以說明Cu2+尚未開始沉淀。
（3）工業(yè)生產(chǎn)中也可采用電解的方法由Cu制得CuSO4，如圖所示：
①與直流電源a端相連的電極材料是 銅片銅片（填“銅片”a或“石墨”）。
②將進口處較濃硫酸替換成Na2SO4溶液進行實驗，發(fā)現(xiàn)得到的CuSO4溶液pH比替換前升高，結合化學用語解釋pH升高的原因是 替換為Na2SO4后，陰極區(qū)發(fā)生反應2H++2e-=H2↑，陰極區(qū)c（OH-）＞c（H+），OH-也可以通過陰離子交換膜運動到陽極區(qū)，導致CuSO4溶液pH升高替換為Na2SO4后，陰極區(qū)發(fā)生反應2H++2e-=H2↑，陰極區(qū)c（OH-）＞c（H+），OH-也可以通過陰離子交換膜運動到陽極區(qū)，導致CuSO4溶液pH升高。
【答案】粉碎、升溫；2Fe3++Fe=3Fe2+，Cu2++Fe=Fe2++Cu；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；pH=4時此時c（OH-）=10-10mol/L，則Q[Cu（OH）2]=c（Cu2+）?c2（OH-）=1.41×（10-10）2+=1.41×10-20＜2.2×10-20=Ksp[Cu（OH）2]，所以說明Cu2+尚未開始沉淀；銅片；替換為Na2SO4后，陰極區(qū)發(fā)生反應2H++2e-=H2↑，陰極區(qū)c（OH-）＞c（H+），OH-也可以通過陰離子交換膜運動到陽極區(qū)，導致CuSO4溶液pH升高
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：6引用：2難度：0.6
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1．為了保護環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（Fe主要以Fe2O3存在）轉變成重要的化工原料FeSO4（反應條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應為：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考慮其它反應，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原，應選擇（填字母編號）。
A．KMnO4溶液 B．KCl溶液 C．KSCN 溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH到5.2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡，通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4可轉化為FeCO3，F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應可制得鐵系氧化物材料。
已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1648kJ/mol
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ/mol
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1480kJ/mol
FeCO3在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是。
（5）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料，該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應為4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正極反應式是
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%，將a kg質(zhì)量分數(shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其它雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計，按上述流程，第Ⅲ步應加入FeCO3kg。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：495引用：3難度：0.3 -
2．為了保護環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（鐵主要以Fe2O3存在）轉變成重要的化工原料FeSO4（反應條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應為FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4，不考慮其他反應，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原，應選擇（填字母編號）。
A．KMnO4溶液B．K3[Fe（CN）6]溶液C．KSCN溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5．2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4可轉化為FeCO3，F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應可制得鐵系氧化物材料，已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1 648kJ?mol-1
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ?mol-1
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1 480kJ?mol-1FeCO3在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是。
（5）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應為4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正極反應式是。
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%．將akg質(zhì)量分數(shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程，第Ⅲ步應加入FeCO3kg.（不需計算，寫出表達式即可）發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：28引用：2難度：0.5 -
3．四氧化三錳用于電子工業(yè)生產(chǎn)軟磁鐵氧體，用作電子計算機中存儲信息的磁芯。以工業(yè)硫酸錳為原料（含有少量CaO、MgO、Ca（OH）2等物質(zhì)）制備Mn3O4的工藝流程如圖：
已知：①氧化時鼓入空氣使溶液的電位迅速上升；
②四氧化三錳中錳的化合價與四氧化三鐵中鐵的化合價類似。
回答下列問題：
（1）為提高“溶解”效率，可采取的措施有。
（2）濾渣的主要成分是。
（3）氧化時，生成Mn3O4的離子方程式為產(chǎn)生氨氣以回收利用。
（4）向母液可加入。
A.CaO
B.稀氫氧化鈉溶液
C.氫氧化鈣固體
D.（NH4）2CO3
（5）通過對上述“氧化”工藝進行數(shù)據(jù)收集及資料分析可知溶液電位與pH等關系如圖所示
氧化時N2H4?H2O的作用是。
（6）四氧化三錳的其他制法：
①熱還原法：
在甲烷氣體存在下，將Mn2O3還原成Mn3O4的化學方程式為。
②電解法：
利用電解原理，制備四氧化三錳裝置如圖所示。（電極材料均為惰性電極，＜代表電子流向）
電源正極為（填“a”或“b”），陽極的電極反應式為。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：14引用：1難度：0.6
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