工业上利用某工厂的废渣（主要含CuO70%、MgFe2O420%，还含有少量FeO、NiO等氧化物）制取精铜和颜料铁红．流程如图所示．回答下列问题：（1）净化Ⅰ操作分为两步：第一步是将溶液中少量的

Question

工业上利用某工厂的废渣（主要含CuO 70%、MgFe₂O₄ 20%，还含有少量FeO、NiO等氧化物）制取精铜和颜料铁红．流程如图所示．

回答下列问题：
（1）净化Ⅰ操作分为两步：
第一步是将溶液中少量的Fe²⁺氧化；
第二步是控制溶液pH，使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀．
①写出酸性条件下用H₂O₂氧化Fe²⁺反应的离子方程式：______．
②25℃时，pH=3的溶液中，c（Fe³⁺）=______mol•L^-1（已知25℃，K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38）．
③净化Ⅰ中第二步可选用CuO实现转化，用化学平衡移动原理说明其原因：______．
（2）用净化Ⅱ所得的金属为电极进行电解得精铜，请写出阴极所发生的电极反应式：______．
（3）为准确测定酸浸液中Fe²⁺的物质的量浓度以确定H₂O₂的用量，测定步骤如下：
①取出25.00mL酸浸液，配制成250.0mL溶液．
②滴定：准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中，将0.2000mol/L KMnO₄溶液装入______（填仪器名称），进行滴定，记录数据，重复滴定3次，平均消耗KMnO₄溶液V mL．（反应离子方程式：5Fe²⁺+MnO₄^-+10H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+5H₂O）
③计算酸浸液中Fe²⁺的物质的量浓度=

(250mL)/(25mL)×(5×0.200mol/L×V×10−3mol)/(25×10−3L)

(250mL)/(25mL)×(5×0.200mol/L×V×10−3mol)/(25×10−3L)

mol/L（只列出算式，不做运算）．

Answer 1

（1）①双氧水与二价铁离子反应的离子方程式为H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
②溶液的pH=3时，c（H⁺）=10^-3mol/L，c（OH^-）=(1×10−14)/(10−3)=10^-11mol/，c（Fe³⁺）=K_sp[Fe（OH）₃]÷C³（OH^-）=(4.0×10−38)/((10−11)3)=4.0×10^-5，
故答案为：4.0×10^-5；
③三价铁离子水解的离子方程式：Fe³⁺+3H₂O⇌Fe（OH）₃+3H⁺，加入氧化铜，不引入新的杂质，氧化铜与氢离子反应，消耗氢离子，促进水解平衡向正方向移动，生成氢氧化铁沉淀，
故答案为：Fe³⁺在溶液中存在水解平衡，CuO结合Fe³⁺水解产生的H⁺，使溶液中H⁺浓度降低，促进Fe³⁺的水解平衡向生成Fe（OH）₃方向移动，Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀；
（2）电解精炼铜用粗铜作阳极，失电子发生氧化反应，纯铜作阴极，在阴极铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）高锰酸钾具有强氧化性，应放在酸式滴定管中；
5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
5      1
n   0.200mol/L×V×10^-3L
n=5×0.200mol/L×V×10^-3mol；
c（Fe²⁺）=(250mL)/(25mL)×(5×0.200mol/L×V×10−3mol)/(25×10−3L)；
故答案为：酸式滴定管；(250mL)/(25mL)×(5×0.200mol/L×V×10−3mol)/(25×10−3L)．