Question

印刷电路的废腐蚀液含有大量CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，任意排放将导致环境污染及资源的浪费，可从该废液中回收铜，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．测得某废腐蚀液中含CuCl₂ 1.5mol?L^-1、FeCl₂ 3.0mol?L^-1、FeCl₃ 1.0mol?L^-1、HCl 3.0mol?L^-1．取废腐蚀液200mL按如下流程在实验室进行实验：

回答下列问题：
（1）在上述流程中，“过滤”用到的玻璃仪器：普通漏斗、玻璃棒、______；用上述方法获得的铜粉中含有杂质，除杂所需试剂是______（填化学式）．
（2）实验室可用浓盐酸和固体KMnO₄直接反应制备Cl₂．此反应的离子方程式为______．此反应中体现了盐酸的______性质．利用图1制备Cl₂并通入到FeCl₂溶液中获得FeCl₃溶液．

请从图2中挑选所需的仪器，完成图1装置简图（可添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管．不画固定装置），并标明容器中所装试剂名称．

（3）按上述流程操作，需称取Fe粉的质量应不少于______g，需通入Cl₂的物质的量不少于______mol．

Answer 1

解：（1）过滤操作需要的仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗；因铜粉中混有铁粉，所以用盐酸除去铁粉，故答案为：烧杯；
HCl；
（2）实验室制氯气可用：2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，改为离子反应时Cl₂和H₂O应保留化学式，
其余物质均写成离子形式，则离子反应为2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；由反应可知，盐酸参与反应生成KCl和MnCl₂时表现其酸性，生成Cl₂时表现其还原性；Cl₂与FeCl₂反应生成FeCl₃，尾气要吸收；
故答案为：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；酸性和还原性；
（3）Fe+CuCl₂ =FeCl₂ +Cu
0.3mol 1.5mol?L^-1×0.2L 0.3mol
Fe+2FeCl₃ =3FeCl₂
0.1mol 1.0mol?L^-1×0.2L 0.3mol
Fe+2HCl=FeCl₂ +H₂↑
0.3mol 3.0mol?L^-1×0.2L 0.3mol
共消耗Fe粉的物质的量为0.7mol，生成FeCl₂的物质的量为 0.9mol，原溶液中含有FeCl₂=3.0mol?L^-1×0.2L=0.6mol
Fe粉的质量为0.7mol×56g/mol=39.2g，
Cl₂+2FeCl₂ =2FeCl₃
0.75mol 1.5mol
故答案为：39.2；0.75；
分析：（1）根据过滤操作；根据铜粉中浑有铁粉；
（2）根据实验室制氯气写出方程式；浓盐酸在反应中生成盐时表现酸性，生成氯气时表现还原性；根据Cl₂与FeCl₂反应生成FeCl₃，考虑尾气吸收；
（3）根据铁与CuCl₂、FeCl₃、HCl反应求出参加反应的铁粉的质量；根据Cl₂与FeCl₂反应生成FeCl₃计算出Cl₂的物质的量；
点评：本题主要考查了学生铁及化合物的性质，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度不大．