Question

采用32%～35%的FeCl₃溶液腐蝕印刷線路板上的金屬銅，腐蝕廢液中主要含有CuCl₂、FeCl₂和HCl等溶質(zhì)．
（1）用FeCl₃溶液溶解印刷線路板上金屬銅的化學(xué)方程式為

 

．
（2）工業(yè)上用鐵粉回收腐蝕廢液中的銅，方法如下：
①用鐵粉回收銅的操作為：加入過量鐵粉，充分?jǐn)嚢�，過濾、

 

、

 

、洗滌、

 

．
②科學(xué)家對鐵置換銅的工藝有如下研究：
分別在a、b、c三種條件下回收腐蝕廢液中的銅，取充分反應(yīng)后的粉末各3.000g分別放入甲、乙、丙三個燒杯中，再加入100mL 0.5mol?L^-1的硫酸，水浴加熱（70℃），攪拌，進(jìn)行除鐵處理．分別在第10、20、30、40、50min時，用吸管移取0.5g左右的銅試樣于試管內(nèi)，測定銅粉中鐵的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），其結(jié)果如圖所示．

你認(rèn)為除鐵效果最好的是

 

（填“a”、“b”或“c”），其原因是

 

．
（3）工業(yè)上可用腐蝕廢液制備CuCl₂?2H₂O，從而進(jìn)行對廢液的利用，其工藝流程如下：

部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2
開始沉淀	2.3	7.5	4.7
完全沉淀	4.1	9.7	6.7

試劑A最好應(yīng)選用

 

（填寫字母代號），理由是

 

．
a．濃硫酸       b．Cl₂     c．NaClO　　　 d．NaOH溶液．

Answer 1

考點：鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)變,銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題,元素及其化合物

分析：（1）銅具有還原性，鐵離子具有氧化性，二者之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（2）金屬鐵可以和氯化銅反應(yīng)置換出金屬銅，剩余的鐵可以和鹽酸反應(yīng)，但是金屬銅和鹽酸之間不反應(yīng)；
（3）根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素結(jié)合圖示的信息進(jìn)行回答；
（4）將廢液中的亞鐵離子除去，加熱蒸發(fā)，濃縮結(jié)晶即可得到純凈的氯化銅晶體，據(jù)此回答．

解答： 解：（1）銅具有還原性，鐵離子具有氧化性，二者之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂，故答案為：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂；
（2）①金屬鐵可以和氯化銅反應(yīng)置換出金屬銅，但是和氯化亞鐵之間不反應(yīng)，加入足量的金屬鐵，保證銅均被置換出來，剩余的鐵可以和鹽酸反應(yīng)，但是金屬銅和鹽酸之間不反應(yīng)，再過濾可以濾出金屬銅，最后將銅干燥即可，故答案為：在濾渣中加入足量稀鹽酸并攪拌；過濾；干燥；
②影響化學(xué)反應(yīng)速率：粉末狀物質(zhì)的反應(yīng)速率快于塊狀的，根據(jù)圖象信息，a的反應(yīng)速率最快，除鐵效果最好，故答案為：a；使用細(xì)鐵粉，還原得細(xì)銅粉，銅粉顆粒越小，與酸接觸的表面積越大，內(nèi)部的鐵與酸反應(yīng)越快，即除鐵效率越高；
（3）為了將廢液中的亞鐵離子除去，加入一種試劑將亞鐵離子氧化為鐵離子，調(diào)節(jié)pH值，可以將鐵離子沉淀出來，但是銅離子不沉淀即可，故選NaClO，它具有堿性和氧化性，能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，且反應(yīng)能消耗H⁺，增大溶液的pH使Fe³⁺沉淀，故答案為：c；NaClO能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，且反應(yīng)能消耗H⁺，增大溶液的pH使Fe³⁺沉淀．

點評：本題以實驗的方法考查學(xué)生含鐵化合物的性質(zhì)知識，注重物質(zhì)的分離、提純和化學(xué)實驗基本操作的知識，難度中等．