Question

12．某100g混合物中含有CuCl₂和FeSO₄，為了分析該混合物的組成及提取金屬Cu，設計如圖1實驗方案：
（注：廢鐵屑中的雜質(zhì)不溶于廢液也不與廢液反應．）

（1）寫出步驟一和步驟二中相同的實驗操作①的名稱過濾；寫出步驟一中用于除去溶液中SO₄^2-的A溶液中一定包含有Ba²⁺；Cl^-．（填離子符號）
（2）實驗過程中加入一定質(zhì)量分數(shù)的A溶液的質(zhì)量與生成的沉淀質(zhì)量關(guān)系如圖2所示，求混合物中CuCl₂的質(zhì)量分數(shù)；
（3）小明同學將固體B進行洗滌干燥處理后，稱得質(zhì)量為42克，并進行如下計算：
解：設混合物中CuCl₂的質(zhì)量為m
Fe+CuCl₂═FeCl₂+Cu
135                     64
m                     42 克
135：X=64：42克
m=88.6克
CuCl₂%=88.6克/100克=88.6%
此結(jié)果偏大，其原因是由于加入的鐵是過量的，所以固體B中含有鐵．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)過濾可以分離固體和液體解答，根據(jù)題中信息及氯化鋇和硫酸亞鐵反應生成硫酸鋇沉淀和氯化亞鐵解答；
（2）根據(jù)氯化鋇和硫酸亞鐵反應生成硫酸鋇沉淀和氯化亞鐵，由圖示可知沉淀質(zhì)量為23.3g，利用沉淀的質(zhì)量求出硫酸亞鐵的質(zhì)量；
（3）由于目的是獲得銅單質(zhì)和硫酸亞鐵，所以需要將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，而溶液中需要的是硫酸亞鐵而不能引入新的雜質(zhì)，所以加入的能夠?qū)�銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)的只能是單質(zhì)鐵；由于加入的鐵是過量的，所以固體B中含有鐵解答．

解答 解：（1）步驟一和步驟二中相同的實驗操作①的名稱是過濾；氯化鋇和硫酸亞鐵反應生成硫酸鋇沉淀和氯化亞鐵，故加入的A溶液是氯化鋇溶液，A中一定包含有鋇離子和氯離子；
（2）設硫酸亞鐵的質(zhì)量為x
BaCl₂+FeSO₄═BaSO₄↓+FeCl₂
152               233
   x               23.3g
$\frac{152}{x}=\frac{233}{23.3g}$
x=15.2g
混合物中CuCl₂的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{100g-15.2g}{100g}×$100%=84.8%；
（3）由題意可知，由于需要將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，而溶液還必須為硫酸亞鐵，即不能引入新的雜質(zhì)，所以可以加入鐵將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)．該反應的化學方程式為：Fe+CuSO₄ ═FeSO₄ +Cu；由于加入的鐵是過量的，所以固體B中含有鐵，此結(jié)果偏大．
答案：
（1）過濾；Ba²⁺；Cl^-；
（2）混合物中CuCl₂的質(zhì)量分數(shù)為84.8%；
（3）由于加入的鐵是過量的，所以固體B中含有鐵．

點評 解答本題時要注意混合物的分離要考慮為徹底分開而加入過量試劑，所以后一環(huán)節(jié)需要將之除去．