Question

（18分）电子工业常用30﹪的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。废腐蚀液含有大量CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，任意排放将导致环境污染及资源的浪费，应考虑回收利用。按如下流程在实验室进行实验：从废液中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl₃溶液，作为腐蚀液原料循环使用。

（1）写出FeCl₃溶液与铜箔发生反应的化学方程式：                            。

（2）检验废腐蚀液中含有Fe³⁺的实验操作是                                   

（3）“过滤”用到的玻璃仪器有：普通漏斗、                                  。

（4）废液中加入过量①后，发生反应的离子方程式：                                

（5）上述流程中取废液200 mL，其中含CuCl₂ 1.5 mol·L^—1、FeCl₂ 3.0 mol·L^—1、FeCl₃ 1.0 mol·L^—1，若要将铜全部回收，需加入Fe粉的质量应不少于_____________g；将铁的化合物全部转化为FeCl₃溶液需通入Cl₂的物质的量不少于_______________mol。

（6）某化学兴趣小组利用在下图装置制取氯气并通入到FeCl₂溶液中获得FeCl₃溶液。

制备Cl₂的化学方程式为：                                    

该装置不完整，请在所给虚线框内画出所缺部分，并标注试剂。

 

Answer 1

【答案】

(18分)

（1）2FeCl₃+ Cu ＝ 2FeCl₂+ CuCl₂(2分)

（2）取少量废腐蚀液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红色，则证明原溶液中含有Fe³⁺（2分，或其它合理答案）;

（3）玻璃棒、烧杯(2分)

（4）2Fe³⁺ + Fe ＝ 3Fe²⁺   (2分)     Cu ²⁺ + Fe ＝ Fe²⁺ + Cu(2分)

（5） 22.4  (2分)   0.6   (2分)

（6）MnO₂+4HCl(浓) MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O  (2分)    

      (2分)

【解析】

试题分析：根据题干分析：①是铁，②是氯化亚铁，③是铁和铜，④是盐酸，⑤是氯化亚铁，⑥氯气。

（1）氯化铁与铜反应：2FeCl₃+ Cu ＝ 2FeCl₂+ CuCl₂

（2）因为腐蚀液中既有亚铁离子，也有三价铁离子，所以最好用KSCN溶液，溶液变红色，则证明原溶液中含有Fe³⁺；

（3）根据过滤装置从上到下应该有：烧杯、玻璃棒、漏斗；

（4）废液中CuCl₂和FeCl₃都要与铁反应：2Fe³⁺ + Fe ＝ 3Fe²⁺ ， Cu ²⁺ + Fe ＝ Fe²⁺ + Cu；

（5）n（Cu²⁺）=0.3mol；n（Fe³⁺）=0.2mol，需要n（Fe）=0.3mol+0.1mol=0.4mol，m（Fe）0.4mol×56g/mol=22.4g；混合后溶液中n（Fe²⁺）=0.8mol，则需要n（Cl₂）=0.4mol。

（6）氯气一般用二氧化锰和浓盐酸制取，反应后要用氢氧化钠溶液除去尾气。

考点：考查了Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺ 、Cl₂的性质，Fe³⁺的检验、氯气的制取及尾气处理，过滤的装置及尾气处理装置的设计，根据方程式的计算。

点评：由于本题通过废腐蚀液的分离考查了离子检验、气体的制备、装置的设计、仪器的使用、化学反应原理及方程式的计算等，综合性较强，属于难题。