Question

為了從含有 FeCl₃、FeC1₂、CuC1₂ 的廢液中回收Cu，某研究性學習小組的同們設計了兩種方案：
方案1：向廢液中加入過量的鐵粉，充分反應后，過濾．  在所得濾渣中加入足量的鹽酸，
充分反后，再過濾即得到銅．方案1中涉及的四種陽離子的氧化牲由強到弱的順序為：

 

過濾操作時，需要用到的玻璃儀器是：

 

方案2：在廢液中加入適量的鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH=1，用銅和石墨作電極進行電解．當觀察到陰極上有少量氣泡產(chǎn)生時，即停止電解，這時要回收的Cu已全部析出．
方案2中銅作

 

極，所發(fā)生的電極反應為（若有多個電極反應，請按照反應發(fā)生的
先后順序全部寫出）

 

另一電極所發(fā)生的電極反應為

 

方案2在電極上直接回收銅，操作上比方案1簡便，但方案2也有不足之處，
主要表現(xiàn)為：

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離、提純的實驗方案設計

專題：實驗設計題

分析：方案1：三價鐵和金屬銅之間反應生成亞鐵離子和銅離子，在氧化還原反應中氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的氧化性，結(jié)合金屬活動性順序判斷四種陽離子的氧化牲由強到弱的順序；根據(jù)過濾操作的步驟選用儀器；
方案2：根據(jù)電解池的工作原理判斷電極反應，寫出電極反應式；根據(jù)方案2中生成了有毒的氯氣及成本較高等方面進行評價．

解答： 解：方案1：三價鐵和金屬銅之間反應生成亞鐵離子和銅離子，在氧化還原反應中氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的氧化性，該反應能證明三價鐵的氧化性強于銅離子，根據(jù)金屬活動順序表得出：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺；
過濾時需要制作過濾器的漏斗、固定儀器的鐵架臺、引流用的玻璃棒、承接濾液的燒杯，所以使用的玻璃儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒，
故答案為：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺；漏斗、燒杯、玻璃棒；
方案2：電解時，陽極是活潑電極時，則金屬電極會溶解，陰極上有少量氣泡產(chǎn)生時，說明金屬銅做陰極，按照氧化性順序Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺，可以得出放電的離子以及電極反應為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑；另一極氯離子放電生成氯氣，電解反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
方案2在電極上直接回收銅，操作上比方案1簡便，但方案2也有不足之處：在陽極上放電的是氯離子，產(chǎn)生氯氣，有毒；使用了電解裝置，成本較，
故答案為：陰；Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑；2Cl^--2e^-=Cl₂；產(chǎn)生污染性的氣體氯氣；使用了電解裝置，成本較高．

點評：本題考查了物質(zhì)的分離與提純實驗方案的設計與評價，題目難度中等，注意掌握常見物質(zhì)的分離與提純操作方法，明確實驗方案設計與評價的方法，試題有利于提高學生的化學實驗能力．