Question

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(fèi)，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．
（1）測(cè)得某廢腐蝕液中含CuCl₂  1.5mol?L^-1、FeCl₂3.0  mol?L^-1、FeCl₃  1.0mol?L^-1、HCl3.0mol?L^-1．取廢腐蝕液200mL按如下流程在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

回答下列問(wèn)題：
①?gòu)U腐蝕液中加入過(guò)量鐵粉后，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu、2H⁺+Fe=Fe²⁺+H₂↑

；
②檢驗(yàn)廢腐蝕液中含有Fe³⁺的實(shí)驗(yàn)操作是

取少量廢腐蝕液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅色，則證明原溶液中含有Fe³⁺

；
在上述流程中，“過(guò)濾”用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、

漏斗

．
③由濾渣得到純銅，除雜所需試劑是

鹽酸

．
（2）某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置制取氯氣并通入到FeCl₂溶液中獲得FeCl₃溶液．

①實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了氣密性檢查，方法是

關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)管插入水中，用手捂熱燒瓶，導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開(kāi)手導(dǎo)管內(nèi)出現(xiàn)一段水柱，證明氣密性良好

．
②濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)的化學(xué)方程式為

MnO₂+4HCl（濃）

△   .

　MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

；
燒杯中NaOH溶液的作用是

吸收多余氯氣，防止尾氣處理

．
③參考（1）中數(shù)據(jù)，按上述流程操作，需稱取Fe粉的質(zhì)量應(yīng)不少于

39.2

g，需通入Cl₂的物質(zhì)的量應(yīng)不少于

0.75

mol．

Answer 1

分析：（1）①?gòu)U液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺能與鐵粉反應(yīng)；
②用KSCN溶液來(lái)檢驗(yàn)鐵離子，根據(jù)過(guò)濾操作分析；
③根據(jù)銅粉中混有鐵粉；
（2）①通過(guò)氣體發(fā)生器與附設(shè)的液體構(gòu)成封閉體系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來(lái)判斷裝置氣密性；
②根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫(xiě)出方程式，氯氣有毒用氫氧化鈉溶液吸收；
③根據(jù)鐵與CuCl₂、FeCl₃、HCl反應(yīng)求出參加反應(yīng)的鐵粉的質(zhì)量；根據(jù)Cl₂與FeCl₂反應(yīng)生成FeCl₃計(jì)算出Cl₂的物質(zhì)的量．

解答：解：（1）①?gòu)U液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺加入過(guò)量鐵粉后，發(fā)生的離子反應(yīng)為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu、2H⁺+Fe=Fe²⁺+H₂↑，
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu、2H⁺+Fe=Fe²⁺+H₂↑；
②一般用KSCN溶液來(lái)檢驗(yàn)鐵離子，實(shí)驗(yàn)操作為取少量廢腐蝕液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅色，則證明原溶液中含有Fe³⁺；過(guò)濾操作使用到燒杯、漏斗、玻璃棒；
故答案為：取少量廢腐蝕液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅色，則證明原溶液中含有Fe³⁺；漏斗；
③因銅粉中混有鐵粉，所以用鹽酸除去鐵粉，故答案為：HCl；
（2）①通過(guò)氣體發(fā)生器與附設(shè)的液體構(gòu)成封閉體系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來(lái)判斷裝置氣密性；故答案為：關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)管插入水中，用手捂熱燒瓶，導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開(kāi)手導(dǎo)管內(nèi)出現(xiàn)一段水柱，證明氣密性良好．
②濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

　MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，氯氣是一種有毒的氣體，做有關(guān)的實(shí)驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行尾氣處理，一般用堿液吸收多余的氯氣，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

　MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；吸收多余氯氣，防止尾氣處理；
③Fe+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0.7mol，生成FeCl₂的物質(zhì)的量為 0.9mol，原溶液中含有FeCl₂=3.0mol?L^-1×0.2L=0.6mol
Fe粉的質(zhì)量為0.7mol×56g/mol=39.2g，
Cl₂+2FeCl₂ =2FeCl₃
0.75mol 1.5mol
故答案為：39.2；0.75．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了鐵及化合物的性質(zhì)，以實(shí)驗(yàn)的形式考查混合物的分離、提純，注意發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及元素守恒的角度來(lái)分析是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．