Question

為了從含有FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的廢液中回收Cu，某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了兩種方案：

方案1：向廢液中加入過量的鐵粉，充分反應(yīng)后，過濾。在所得濾渣中加入足量的鹽酸，充分反應(yīng)后，再過濾即得到銅。方案1中涉及的四種陽(yáng)離子的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篲_____________________；過濾操作時(shí)，需要用到的玻璃儀器是：____________________。

方案2：在廢液中加入適量鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH=1，用銅和石墨作電極進(jìn)行電解。當(dāng)觀察到陰極上有少量氣泡產(chǎn)生時(shí)，即停止電解，這時(shí)要回收的Cu已全部析出。方案2中銅作___________極，所發(fā)生的電極反應(yīng)為（若有多個(gè)電極反應(yīng)，請(qǐng)按照反應(yīng)發(fā)生的先后順序全部寫出）：_____________________；另一電極所發(fā)生的電極反應(yīng)為：____________________。

方案2在電極上直接回收到銅，操作上比方案1簡(jiǎn)便，但方案2也有不足之處，主要表現(xiàn)為：____________________________________________。

Answer 1

方案1：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺  漏斗、燒杯、玻璃棒

方案2：陰  2Fe³⁺+2e^-====2Fe²⁺；Cu²⁺+2e^-====Cu;2H⁺+2e^-====H₂↑

2Cl^--2e^-====Cl₂↑

①有污染性氣體Cl₂產(chǎn)生，②使用了電解裝置，成本較高等（有①即可）

解析：方案1，由2Fe³⁺+Cu====2Fe²⁺+Cu²⁺知氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺，由Cu²⁺+Fe====Cu+Fe²⁺知氧化性Cu²⁺＞Fe²⁺，由2H⁺+Fe====H₂↑+Fe²⁺知氧化性H⁺＞Fe²⁺，由Cu位于金屬活動(dòng)性順序表中氫的后面知氧化性Cu²⁺＞H⁺，則氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺。

方案2，基于還原生成的銅就沉淀在陰極上的現(xiàn)象，應(yīng)以銅為陰極。陽(yáng)離子按氧化性由強(qiáng)到弱的順序依次在陰極上放電，相應(yīng)電極反應(yīng)式為：2Fe³⁺+2e^-====2Fe²⁺，Cu²⁺+2e^-====Cu，2H⁺+2e^-====H₂↑。另一電極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2Cl^-====Cl₂↑+2e^-。從經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)保、安全等角度對(duì)比和評(píng)價(jià)兩方案的優(yōu)劣。