Question

2．印刷電路的廢腐蝕液含有大量CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，任意排放將導(dǎo)致環(huán)境污染及資源的浪費．可從該廢液中回收銅，并將鐵的化合物全部轉(zhuǎn)化為FeCl₃溶液，作為腐蝕液原料循環(huán)使用．測得某廢腐蝕液中含CuCl₂ 1.5mol/L、FeCl₂  3.0mol/L、FeCl₃  1.0mol/L、HCl  3.0mol/L，取廢腐蝕液200mL按如下流程在實驗室進行實驗：

回答下列問題：
（1）上述方法獲得的銅粉中含有雜質(zhì)，除雜所需試劑是HCl（填化學(xué)式）．
（2）實驗室可用固體KClO₃與濃HCl反應(yīng)制備Cl₂，此反應(yīng)中Cl₂既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物．反應(yīng)的化學(xué)方程式為KClO₃+6HCl（濃）=3Cl₂↑+KCl+3H₂O．
（3）如圖是實驗室制備Cl₂并通入FeCl₂溶液中獲得FeCl₃溶液的部分裝置．

實驗中，必需控制氯氣的速度，使導(dǎo)管口逸出的氣泡每秒1～2個，以便被FeCl₂溶液完全吸收．控制生成氯氣速度的操作是：緩慢旋動分液漏斗的活塞，調(diào)節(jié)液體滴下的速度．
（4）按上述流程操作，需稱取Fe粉的質(zhì)量應(yīng)不少于39.2 g（精確到0.1g），需通入Cl₂的物質(zhì)的量不少于0.75 mol．

Answer 1

分析 測得某廢腐蝕液中含CuCl₂ 1.5mol/L、FeCl₂  3.0mol/L、FeCl₃  1.0mol/L、HCl  3.0mol/L，取廢腐蝕液200mL，向廢腐蝕液中加入過量Fe粉，發(fā)生的反應(yīng)有CuCl₂+Fe=Cu+FeCl₂、2FeCl₃+Fe=3FeCl₂、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，然后過濾得到Cu、Fe和FeCl₂溶液，向濾液中通入氯氣發(fā)生反應(yīng)2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，從而得到氯化鐵溶液；
（1）Cu粉中含有Fe，用稀鹽酸除去Cu中Fe；
（2）實驗室可用固體KClO₃與濃HCl反應(yīng)制備Cl₂，此反應(yīng)中Cl₂既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物，根據(jù)元素守恒知，還生成氯化鉀和水；
（3）緩慢旋動分液漏斗的活塞，調(diào)節(jié)液體滴下的速度，從而控制生成氯氣速率；
（4）根據(jù)方程式中各個物理量之間的關(guān)系式進行計算．

解答 測得某廢腐蝕液中含CuCl₂ 1.5mol/L、FeCl₂  3.0mol/L、FeCl₃  1.0mol/L、HCl  3.0mol/L，取廢腐蝕液200mL，向廢腐蝕液中加入過量Fe粉，發(fā)生的反應(yīng)有CuCl₂+Fe=Cu+FeCl₂、2FeCl₃+Fe=3FeCl₂、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，然后過濾得到Cu、Fe和FeCl₂溶液，向濾液中通入氯氣發(fā)生反應(yīng)2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，從而得到氯化鐵溶液；
（1）銅與鹽酸不反應(yīng)，鐵粉與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，所以加入鹽酸可以除去銅中的鐵粉，故答案為：HCl；
（2）固體KClO₃與濃HCl反應(yīng)生成氯氣和氯化鉀、水，化學(xué)方程式：KClO₃+6HCl（濃）=3Cl₂↑+KCl+3H₂O，故答案為：KClO₃+6HCl（濃）=3Cl₂↑+KCl+3 H₂O；
（3）緩慢旋動分液漏斗的活塞，調(diào)節(jié)液體滴下的速度，可以控制生成氯氣速度，故答案為：緩慢旋動分液漏斗的活塞，調(diào)節(jié)液體滴下的速度；
（4）加入鐵粉后，分別于氯化銅、氯化鐵、鹽酸反應(yīng)，
Fe+CuCl₂=FeCl₂+Cu
0.3mol 1.5mol•L^-1×0.2L 0.3mol
Fe+2FeCl₃=3FeCl₂
0.1mol 1.0mol•L^-1×0.2L 0.3mol
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
0.3mol 3.0mol•L^-1×0.2L 0.3mol
共消耗Fe粉的物質(zhì)的量為0.3mol+0.1mol+0.3mol=0.7mol，質(zhì)量為0.7mol×56g/mol=39.2g，
    Cl₂+2FeCl₂=2FeCl₃
A 0.75mol   1.5mol
所以共消耗氯氣的物質(zhì)的量為0.75mol，
故答案為：39.2；0.75．

點評 本題考查物質(zhì)分離和提純，涉及除雜、化學(xué)方程式的有關(guān)計算、氧化還原反應(yīng)、實驗基本操作等知識點，為高頻考點，明確物質(zhì)性質(zhì)、反應(yīng)原理、基本實驗操作方法即可解答，注意化學(xué)用語的正確運用，為易錯點．