Question

電子工業常用30﹪的FeCl₃溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔，制造印刷電路板。廢腐蝕液含有大量CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，任意排放將導致環境污染及資源的浪費，應考慮回收利用。按如下流程在實驗室進行實驗：從廢液中回收銅，并將鐵的化合物全部轉化為FeCl₃溶液，作為腐蝕液原料循環使用。

（1）寫出FeCl₃溶液與銅箔發生反應的化學方程式：                           。
（2）檢驗廢腐蝕液中含有Fe³⁺的實驗操作是                                   
（3）“過濾”用到的玻璃儀器有：普通漏斗、                                 。
（4）廢液中加入過量①后，發生反應的離子方程式：                               
（5）上述流程中取廢液200 mL，其中含CuCl₂ 1.5 mol·L^—1、FeCl₂ 3.0 mol·L^—1、FeCl₃ 1.0 mol·L^—1，若要將銅全部回收，需加入Fe粉的質量應不少于_____________g；將鐵的化合物全部轉化為FeCl₃溶液需通入Cl₂的物質的量不少于_______________mol。
（6）某化學興趣小組利用在下圖裝置制取氯氣并通入到FeCl₂溶液中獲得FeCl₃溶液。

制備Cl₂的化學方程式為：                                   
該裝置不完整，請在所給虛線框內畫出所缺部分，并標注試劑。

Answer 1

（1）2FeCl₃+ Cu＝ 2FeCl₂+ CuCl₂(2分)
（2）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⁺（2分，或其它合理答案）;
（3）玻璃棒、燒杯(2分)
（4）2Fe³⁺ + Fe ＝ 3Fe²⁺  (2分)    Cu ²⁺ + Fe ＝ Fe²⁺ + Cu(2分)
（5） 22.4 (2分)   0.6   (2分)
（6）MnO₂+4HCl(濃) MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O  (2分)    
      (2分)

試題分析：根據題干分析：①是鐵，②是氯化亞鐵，③是鐵和銅，④是鹽酸，⑤是氯化亞鐵，⑥氯氣。
（1）氯化鐵與銅反應：2FeCl₃+ Cu＝ 2FeCl₂+ CuCl₂
（2）因為腐蝕液中既有亞鐵離子，也有三價鐵離子，所以最好用KSCN溶液，溶液變紅色，則證明原溶液中含有Fe³⁺；
（3）根據過濾裝置從上到下應該有：燒杯、玻璃棒、漏斗；
（4）廢液中CuCl₂和FeCl₃都要與鐵反應：2Fe³⁺ + Fe ＝ 3Fe²⁺， Cu ²⁺ + Fe ＝ Fe²⁺ + Cu；
（5）n（Cu²⁺）=0.3mol；n（Fe³⁺）=0.2mol，需要n（Fe）=0.3mol+0.1mol=0.4mol，m（Fe）0.4mol×56g/mol=22.4g；混合后溶液中n（Fe²⁺）=0.8mol，則需要n（Cl₂）=0.4mol。
（6）氯氣一般用二氧化錳和濃鹽酸制取，反應后要用氫氧化鈉溶液除去尾氣。³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Cl₂的性質，Fe³⁺的檢驗、氯氣的制取及尾氣處理，過濾的裝置及尾氣處理裝置的設計，根據方程式的計算。