Question

1．Ⅰ．在FeCl₃溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中，廢液（含有Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺）處理和資源回收很有意義．分析下面處理方案，回答下列問題：

（1）試劑2是HCl，固體B是Cu，通往的氣體C是Cl₂．（填化學(xué)式）．
（2）寫出加入試劑1發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu．
Ⅱ．綜合利用海水可以制備食鹽、純堿、金屬鎂等物質(zhì)，其流程如下圖所示：

（1）反應(yīng)①-⑤中，屬于氧化還原反應(yīng)的是⑤（填符號(hào)）．
（2）寫出反應(yīng)②的離子方程式Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O．
（3）X溶液中的主要陽離子是Na⁺和NH₄⁺．
（4）粗鹽中含有Na₂SO₄、MgCl₂、CaCl₂等可溶性雜質(zhì)，為制得純凈的NaCl晶體，操作如下：①溶解；②依次加入過量的BaCl₂溶液、NaOH溶液、Na₂CO₃溶液；③過濾；④加適量鹽酸；⑤蒸發(fā)結(jié)晶（請(qǐng)補(bǔ)全缺少的實(shí)驗(yàn)步驟）．
（5）檢驗(yàn)純堿樣品中是否含NaCl應(yīng)選用的試劑是稀硝酸、AgNO₃溶液．

Answer 1

分析 Ⅰ．利用廢液再生FeCl₃刻蝕液，應(yīng)除去溶液中的Cu²⁺，廢液與過量的Fe反應(yīng)置換出Cu，過濾，固體A為Cu與Fe的混合物，濾液中溶質(zhì)為FeCl₂，固體A與鹽酸反應(yīng)生成FeCl₂，過濾除去Cu，F(xiàn)eCl₂用氯氣氧化得到FeCl₃；
Ⅱ．將海水蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到粗鹽和母液，向母液中加入Ca（OH）2，發(fā)生反應(yīng)Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，過濾得到Mg（OH）₂沉淀，將Mg（OH）₂溶于稀鹽酸中發(fā)生反應(yīng)Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到MgCl₂.6H₂O，將MgCl₂.6H₂O晶體在HCl氛圍中加熱得到固體
MgCl₂，電解熔融氯化鎂得到Mg，發(fā)生反應(yīng)為MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
將粗鹽提純得到NaCl溶液，向溶液中通入氨氣和二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃+NH₄Cl，碳酸氫鈉溶解度小于NaCl而析出，所以得到溶液X為NH₄Cl溶液，將NaHCO₃加熱發(fā)生反應(yīng)2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，最后得到碳酸鈉固體，
（1）從元素的化合價(jià)是否發(fā)生變化的角度判斷是否屬于氧化還原反應(yīng)；
（2）根據(jù)氫氧化鎂沉淀與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水寫出離子方程式；
（3）根據(jù)“候氏制堿法”的原理分析；
（4）為制得純凈的NaCl晶體，先將粗鹽溶解，然后將雜質(zhì)離子形成沉淀，過濾，再加入鹽酸除去反應(yīng)剩余的氫氧根離子和碳酸根離子，最后經(jīng)蒸發(fā)操作得到較純凈的氯化鈉；
（5）根據(jù)氯離子的檢驗(yàn)方法．

解答 解：Ⅰ．利用廢液再生FeCl₃刻蝕液，應(yīng)除去溶液中的Cu²⁺，廢液與過量的Fe反應(yīng)置換出Cu，過濾，固體A為Cu與Fe的混合物，濾液中溶質(zhì)為FeCl₂，固體A與鹽酸反應(yīng)生成FeCl₂，過濾除去Cu，F(xiàn)eCl₂用氯氣氧化得到FeCl₃；
（1）由上述分析可知，試劑2是HCl，固體B是Cu，通入的氣體C是Cl₂，
故答案為：HCl；Cu；Cl₂；
（2）加入試劑1發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，
故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
Ⅱ．將海水蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到粗鹽和母液，向母液中加入Ca（OH）2，發(fā)生反應(yīng)Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，過濾得到Mg（OH）₂沉淀，將Mg（OH）₂溶于稀鹽酸中發(fā)生反應(yīng)Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到MgCl₂.6H₂O，將MgCl₂.6H₂O晶體在HCl氛圍中加熱得到固體
MgCl₂，電解熔融氯化鎂得到Mg，發(fā)生反應(yīng)為MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
將粗鹽提純得到NaCl溶液，向溶液中通入氨氣和二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃+NH₄Cl，碳酸氫鈉溶解度小于NaCl而析出，所以得到溶液X為NH₄Cl溶液，將NaHCO₃加熱發(fā)生反應(yīng)2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，最后得到碳酸鈉固體，
（1）①石灰乳與氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣，元素化合價(jià)不變，非氧化還原反應(yīng)；
②氫氧化鎂沉淀與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水，元素化合價(jià)不變，非氧化還原反應(yīng)；
③氯化鎂溶液蒸發(fā)濃縮得到氯化鎂晶體，元素化合價(jià)不變，非氧化還原反應(yīng)；
④氯化鎂晶體分解得到氯化鎂和水，元素化合價(jià)不變，非氧化還原反應(yīng)；
⑤電解氯化鎂得到鎂和氯氣，元素化合價(jià)發(fā)生變化，氧化還原反應(yīng)；
故選⑤，
故答案為：⑤；
（2）氫氧化鎂沉淀與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水，方程式為：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，離子方程式為：Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O，
故答案為：Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O；
（3）向氯化鈉溶液中依次通入氨氣、二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)：NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃；NH₄HCO₃+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，所以溶液中含有NH₄Cl和NaHCO₃，則溶液中的主要陽離子是Na⁺和NH₄⁺；
故答案為：NH₄⁺；
（4）首先要把粗鹽溶于水形成溶液，然后鎂離子用氫氧根離子沉淀，加入過量的氫氧化鈉可以將鎂離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀，加入過量的氯化鋇可以將硫酸根離子沉淀，至于先除鎂離子，還是先除硫酸根離子都行，鈣離子用碳酸根離子沉淀，除鈣離子加入碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀，Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，但是加入的碳酸鈉要放在加入的氯化鋇之后，這樣碳酸鈉會(huì)除去反應(yīng)剩余的氯化鋇，Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓，離子都沉淀了，再進(jìn)行過濾，最后再加入鹽酸除去反應(yīng)剩余的氫氧根離子和碳酸根離子，最后經(jīng)蒸發(fā)操作得到較純凈的氯化鈉；
故答案為：過濾；蒸發(fā)結(jié)晶；
（5）氯離子能和硝酸酸化的硝酸銀溶液反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀，所以檢驗(yàn)純堿樣品中是否含NaCl應(yīng)選用的試劑是稀硝酸、AgNO₃溶液；
故答案為：稀硝酸、AgNO₃溶液．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備方案、物質(zhì)分離提純綜合應(yīng)用、海水的綜合利用，涉及金屬制備、候氏制堿法、粗鹽提純等，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)原理、試劑、操作的分析評(píng)價(jià)，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，題目難度中等．