Question

印刷電路的廢腐蝕液含有大量CuCl₂、FeCl₂、FeCl₃，任意排放會造成環(huán)境污染及資源的浪費．通過下列流程可從該廢液中回收銅，并將鐵的化合物全部轉化為FeCl₃ 溶液，作腐蝕液原料循環(huán)使用．
（1）步驟①中發(fā)生反應的離子方程式：

 

．
（2）步驟②需加入的試劑A是

 

（填化學式）．
（3）檢驗溶液中Fe³⁺存在的試劑是

 

，證明Fe³⁺存在的現(xiàn)象是

 

．
（4）步驟③通入的氣體B是

 

（填化學式），寫出該反應的化學方程式：

 

．
（5）為測定濾渣中銅的質量分數，取50g的濾渣與足量的試劑A反應，得到5.6L氣體（標準狀況下），則濾渣中銅的質量分數為

 

，（計算結果保留二位有效數字）．
（6）若向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，觀察到的現(xiàn)象是

 

，寫出該變化過程的化學方程式

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：由流程可知，廢腐蝕液含有大量CuCl₂、FeCl₂、FeCl₃，加過量Fe，CuCl₂、FeCl₃均反應，鐵粉過量，則濾液1為FeCl₂，濾渣中含F(xiàn)e、Cu，加過量試劑A為鹽酸，過濾得到金屬Cu，濾液2中含F(xiàn)eCl₂、HCl，為不引人雜質，將鐵的化合物全部轉化為FeCl₃溶液，則氣體B為氯氣，以此來解答．

解答： 解：（1）印刷電路的廢腐蝕液中的CuCl₂、FeCl₃與鐵粉反應生成Fe²⁺、Cu；CuCl₂與鐵粉反應的離子方程式為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；FeCl₃與鐵粉反應的離子方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
（2）濾渣中含有Fe和Cu，若要除去其中的Fe選用鹽酸，然后過濾，故答案為：HCl；
（3）檢驗溶液中Fe³⁺存在的試劑是KSCN溶液，現(xiàn)象為溶液為血紅色，故答案為：KSCN溶液；溶液為血紅色；
（4）廢腐蝕液加鐵粉后，溶液為亞鐵離子的溶液，通入氯氣得到三氯化鐵溶液，其反應的化學方程式為2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，故答案為：Cl₂；2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃；
（5）取50g的濾渣與足量的HCl反應，得到5.6L氫氣，則n（H₂）=

5.6L

22.4L/mol

=0.25mol，已知發(fā)生的反應方程式為Fe+2HC1=FeCl₂+H₂↑，所以n（Fe）=0.25mol，m（Fe）=nM=0.25mol×56g/mol=14g，則m（Cu）=50-14=36g，所以濾渣中銅的質量分數為

36g

50g

×100%=72%，故答案為：72%；
（6）FeSO₄溶液中滴加NaOH溶液，F(xiàn)eSO₄和NaOH發(fā)生復分解反應生成白色沉淀Fe（OH）₂，F(xiàn)e（OH）₂不穩(wěn)定，易被氧氣氧化生成紅褐色沉淀Fe（OH）₃，所以看到的現(xiàn)象是：先生成白色沉淀，白色沉淀立即轉化為灰綠色，最終轉化為紅褐色，反應方程式分別為：FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：先生成白色沉淀，白色沉淀立即轉化為灰綠色，最終轉化為紅褐色；FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

點評：本題考查混合物分離提純的綜合應用，為高頻考點，把握流程中的反應及混合物分離方法為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的綜合考查，注意鐵及其化合物的性質，題目難度不大．