Question

8．電子工業(yè)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．某工程師為了從使用過的腐蝕廢液中回收銅，并重新獲得氯化鐵溶液，準(zhǔn)備采用如圖步驟：

（1）請(qǐng)寫出上述實(shí)驗(yàn)中加入或生成的有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式：
③Fe和Cu ④HCl⑤HCl和FeCl₂ ⑥Cl₂
（2）合并溶液通入⑥的離子反應(yīng)方程式2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（3）若向②中加入氫氧化鈉溶液，其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為先生成白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色．
（4）若向廢液中加入任意質(zhì)量的①物質(zhì)，下面對(duì)充分反應(yīng)后的溶液分析合理的是D
A．若無固體等剩余，則溶液中一定有Fe³⁺
B．若有固體存在，則溶液中一定沒有Cu²⁺
C．若溶液中有Cu²⁺，則一定沒有固體析出
D．若溶液中有Fe³⁺，則一定還有Cu²⁺．

Answer 1

分析 Cu和FeCl₃發(fā)生反應(yīng)Cu+2FeCl₃=2FeCl₂+2CuCl₂，所以廢液中含有Cu²⁺、Fe²⁺，可能含有Fe³⁺，向廢液中加入Fe粉，發(fā)生反應(yīng)Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，然后過濾，濾渣中含有Fe、Cu，濾液中含有FeCl₂，向?yàn)V渣中加入過量稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)Fe+2HCl=FeCl₂+H₂，然后過濾，得到的濾渣是Cu，濾液中含有HCl、FeCl₂，將濾液②⑤混合，然后通入Cl₂，發(fā)生反應(yīng)2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，所以得到氯化鐵溶液，
（1）根據(jù)推斷確定各物質(zhì)化學(xué)式；
（2）合并溶液通入⑥的離子反應(yīng)為亞鐵離子和氯氣的氧化還原反應(yīng)；
（3）若向②中加入氫氧化鈉溶液，先生成白色氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被氧化生成氫氧化鐵；
（4）若向廢液中加入任意質(zhì)量的①物質(zhì)，F(xiàn)e先和Fe³⁺反應(yīng)后和Cu²⁺反應(yīng)，Cu能和鐵離子反應(yīng)，根據(jù)離子反應(yīng)先后順序確定溶液中成分．

解答 解：Cu和FeCl₃發(fā)生反應(yīng)Cu+2FeCl₃=2FeCl₂+2CuCl₂，所以廢液中含有Cu²⁺、Fe²⁺，可能含有Fe³⁺，向廢液中加入Fe粉，發(fā)生反應(yīng)Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，然后過濾，濾渣中含有Fe、Cu，濾液中含有FeCl₂，向?yàn)V渣中加入過量稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)Fe+2HCl=FeCl₂+H₂，然后過濾，得到的濾渣是Cu，濾液中含有HCl、FeCl₂，將濾液②⑤混合，然后通入Cl₂，發(fā)生反應(yīng)2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，所以得到氯化鐵溶液，
（1）通過以上分析知，③④⑤⑥分別是Fe和Cu、HCl、HCl和FeCl₂、Cl₂，
故答案為：Fe和Cu；HCl；HCl和FeCl₂；Cl₂；
（2）合并溶液通入⑥的離子反應(yīng)為亞鐵離子和氯氣的氧化還原反應(yīng)，離子方程式為2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）若向②中加入氫氧化鈉溶液，先生成白色氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被氧化生成氫氧化鐵，看到的現(xiàn)象是：先生成白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，
故答案為：先生成白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色；
（4）若向廢液中加入任意質(zhì)量的①物質(zhì)，F(xiàn)e先和Fe³⁺反應(yīng)后和Cu²⁺反應(yīng)，Cu能和鐵離子反應(yīng)，
A．若無固體等剩余，鐵離子還沒有完全反應(yīng)，則溶液中可能有Fe³⁺，故錯(cuò)誤；
B．若有固體存在，如果固體完全是Cu，則溶液中可能有Cu²⁺，故錯(cuò)誤；
C．若溶液中有Cu²⁺，鐵完全反應(yīng)，則會(huì)析出Cu，故錯(cuò)誤；
D．若溶液中有Fe³⁺，則Fe、Cu完全反應(yīng)，所以一定還有Cu²⁺，故正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)分離和提純，為高頻考點(diǎn)，明確物質(zhì)性質(zhì)、物質(zhì)反應(yīng)先后順序是解本題關(guān)鍵，注意Fe、Cu混合物和含有Fe³⁺、Cu²⁺混合溶液反應(yīng)先后順序，題目難度不大．