Question

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

回答下列問題：
①廢腐蝕液中加入過量鐵粉后，發生反應的離子方程式為

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

；
②檢驗廢腐蝕液中含有Fe³⁺的實驗操作是

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實驗開始前，某同學對實驗裝置進行了氣密性檢查，方法是

關閉分液漏斗活塞，將導管插入水中，用手捂熱燒瓶，導管口有氣泡冒出，松開手導管內出現一段水柱，證明氣密性良好

．
②濃鹽酸與二氧化錳反應的化學方程式為

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）中數據，按上述流程操作，需稱取Fe粉的質量應不少于

39.2

g，需通入Cl₂的物質的量應不少于

0.75

mol．

Answer 1

分析：（1）①廢液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺能與鐵粉反應；
②用KSCN溶液來檢驗鐵離子，根據過濾操作分析；
③根據銅粉中混有鐵粉；
（2）①通過氣體發生器與附設的液體構成封閉體系，依據改變體系內壓強時產生的現象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來判斷裝置氣密性；
②根據反應物和生成物寫出方程式，氯氣有毒用氫氧化鈉溶液吸收；
③根據鐵與CuCl₂、FeCl₃、HCl反應求出參加反應的鐵粉的質量；根據Cl₂與FeCl₂反應生成FeCl₃計算出Cl₂的物質的量．

解答：解：（1）①廢液中含有Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺加入過量鐵粉后，發生的離子反應為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溶液來檢驗鐵離子，實驗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通過氣體發生器與附設的液體構成封閉體系，依據改變體系內壓強時產生的現象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來判斷裝置氣密性；故答案為：關閉分液漏斗活塞，將導管插入水中，用手捂熱燒瓶，導管口有氣泡冒出，松開手導管內出現一段水柱，證明氣密性良好．
②濃鹽酸與二氧化錳反應的化學方程式為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

　MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，氯氣是一種有毒的氣體，做有關的實驗時要進行尾氣處理，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粉的物質的量為0.7mol，生成FeCl₂的物質的量為 0.9mol，原溶液中含有FeCl₂=3.0mol?L^-1×0.2L=0.6mol
Fe粉的質量為0.7mol×56g/mol=39.2g，
Cl₂+2FeCl₂ =2FeCl₃
0.75mol 1.5mol
故答案為：39.2；0.75．

點評：本題主要考查了鐵及化合物的性質，以實驗的形式考查混合物的分離、提純，注意發生的化學反應及元素守恒的角度來分析是解答本題的關鍵，題目難度中等．