碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料.工业上可用酸性刻蚀废液(主要含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、H+、Cl-)制备,其制备过程如下:
Cu2+、Fe2+、Fe3+生成沉淀的pH如下:
物质 | Cu(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
开始沉淀pH | 4.2 | 5.8 | 1.2 |
完全沉淀pH | 6.7 | 8.3 | 3.2 |
(2)调节反应A后溶液的pH范围应为______.选择的试剂最合适的是______(填序号).
a.氨水b.稀硫酸c.氢氧化钠d.碳酸铜
(3)反应B的温度如过高,则所得蓝绿色产品中可能会出现的杂质是______.
(4)将Na2CO3溶液滴入到一定量CuCl2溶液中得到沉淀.用相应的离子方程式表示:
①沉淀只有CuCO3:______;
②沉淀只有Cu(OH)2且放出气泡:______.
(5)碱式碳酸铜的组成可表示为:aCuCO3•bCu(OH)2•cH2O.要测定其组成,甲同学设计的实验方案中需要如下五个步骤:①称量样品的质量;②高温分解;③测出CO2的质量;④测出水蒸汽的质量;⑤称量CuO的质量.而乙同学认为除步骤②外,实验只需测定四个量中的三个即可,则合理的组合为______(填序号,写一组即可).
由流程图可知: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)滤渣为铁离子完全沉淀得到的氢氧化铁沉淀,故答案为:Fe(OH)3;
(2)调节pH使得铁离子沉淀完全,而铜离子不能开始沉淀,调节反应A后溶液的pH范围应为3.2-4.2;氨水氢氧化钠均引入杂质离子,加入硫酸不能使pH升高,为了不引入杂质,最合适的碱性物质是碳酸铜,
故答案为:3.2-4.2;d;
(3)反应B的温度如过高,碳酸铜和氧化铜均可受热分解生成氧化铜,故答案为:CuO;
(4)将Na2CO3溶液滴入到一定量CuCl2溶液中得到沉淀,Cu2+和CO32-生成CuCO3沉淀,离子方程式为:Cu2++CO32-=CuCO3↓,Cu2+和CO32-和水反应生成Cu(OH)2沉淀和二氧化碳,离子方程式为:Cu2++CO32-+H2O=Cu(OH)2↓+CO2↑,
故答案为:①Cu2++CO32-=CuCO3↓;②Cu2++CO32-+H2O=Cu(OH)2↓+CO2↑;
(5)碱式碳酸铜的组成可表示为:aCuCO3•bCu(OH)2•cH2O.分解产物有三部分组成:二氧化碳、CuO、水,要测定其组成,步骤①称量样品的质量必须知道,步骤③测出CO2的质量④测出水蒸汽的质量⑤称量CuO的质量三个数据知道其中的任意两个即可,另一部分的数据可由样品的质量和已知两部分的质量求得,
故答案为:①③④(或①③⑤、①④⑤).