Question

5．实验室以氯化铁腐蚀印刷电路铜板后的溶液（简称“腐蚀废液”）为主要原料来制备氯化铁晶体，从而重新用作腐蚀印刷电路铜板的试剂．该制备流程如图：
请回答下列问题：
（1）操作Ⅰ和操作Ⅱ相同，其中操作I加入的试剂W是铁粉 （填写名称），操作Ⅱ和操作Ⅲ都使用的玻璃仪器名称是玻璃棒，其中操作Ⅲ中该仪器的作用是搅拌．
（2）进行操作Ⅲ前需要通人气体V，该气体化学式是Cl₂，若将溶液U加热蒸干灼烧后得到的固体物质化学式是Fe₂O₃．
（3）请写出实验室制取气体V的反应的离子方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-=Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（4）若通人的V的量不足，则最后制得的氯化铁晶体不纯净，这是因为溶液U中含有杂质
FeCl₂．请设计合理的实验，验证溶液U中的成分，并判断通入的V的量是否不足取少量溶液U，加入几滴KSCN溶液，若溶液显血红色，则表明溶液U中含有Fe³⁺（或FeCl₃），另取少量溶液U，加入几滴酸性KMnO₄溶液，若KMnO₄溶液褪色，则表明溶液U中含有Fe²⁺（或FeCl₂），说明通人V的量不足，若KMnO₄溶液不褪色，说明通人V的量足够 （简要说明实验步骤、现象和结论）．供选择的试剂：酸性KMnO4溶液、KSCN溶液、氯水．
（5）几种离子开始沉淀时的pH如下表：

离子	Cu2+	Fe2+	Mg2+
pH	5.2	7.6	10.4

当向含相同浓度Cu²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺离子的溶液中滴加NaOH溶液时，Cu²⁺ （填离子符号）先沉淀，Ksp[Mg（OH）₂]＞Ksp[Fe（OH）₂]（填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 氯化铁腐蚀印刷电路铜板后的溶液主要成份为氯化铜、氯化亚铁、氯化铁，要制备氯化铁晶体，根据流程图可知，在“腐蚀废液”中加入过量的铁，则铁将铜置换出来，将三价铁还原成二价铁离子，过滤得滤渣Y为铜和过量的铁，滤液X为氯化亚铁溶液，Y中加入稀盐酸溶解单质铁，滤后得金属铜和滤液Z为氯化亚铁溶液，在X和Z两处的氯化亚铁溶液中通入氯气得到U为氯化铁溶液，所以气体V为氯气，氯化铁溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥得氯化铁晶体，据此答题．

解答 解：氯化铁腐蚀印刷电路铜板后的溶液主要成份为氯化铜、氯化亚铁、氯化铁，要制备氯化铁晶体，根据流程图可知，在“腐蚀废液”中加入过量的铁，则铁将铜置换出来，将三价铁还原成二价铁离子，过滤得滤渣Y为铜和过量的铁，滤液X为氯化亚铁溶液，Y中加入稀盐酸溶解单质铁，滤后得金属铜和滤液Z为氯化亚铁溶液，在X和Z两处的氯化亚铁溶液中通入氯气得到U为氯化铁溶液，所以气体V为氯气，氯化铁溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥得氯化铁晶体，
（1）根据上面的分析可知，试剂W是铁粉，操作Ⅱ为过滤，操作Ⅲ为蒸发浓缩、冷却结晶，都使用的玻璃仪器名称是玻璃棒，其中操作Ⅲ中玻璃棒的作用是搅拌，
故答案为：铁粉；玻璃棒；搅拌；
（2）根据上面的分析可知，气体v是氯气，化学式是Cl₂，U为氯化铁溶液，由于铁离子水解生成氢氧化铁，氯化氢易挥发，促使铁离子进一步水解，氢氧化铁受热分解生成氧化铁，所以若将氯化铁溶液加热蒸干灼烧后得到的固体物质是氧化铁，化学式是 Fe₂O₃，
故答案为：Cl₂；Fe₂O₃；
（3）实验室制取Cl₂的反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-=Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-=Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（4）若通人的Cl₂的量不足，则不能将氯化亚铁全部氧化成氯化铁，最后制得的氯化铁晶体不纯净，这是因为氯化铁溶液中含有杂质FeCl₂，验证溶液U中的成分，并判断通入的V的量是否不足的实验操作为取少量溶液U，加入几滴KSCN溶液，若溶液显血红色，则表明溶液U中含有Fe³⁺（或FeCl₃），另取少量溶液U，加入几滴酸性KMnO₄溶液，若KMnO₄溶液褪色，则表明溶液U中含有Fe²⁺（或FeCl₂），说明通人V的量不足，若KMnO₄溶液不褪色，说明通人V的量足够，
故答案为：FeCl₂；取少量溶液U，加入几滴KSCN溶液，若溶液显血红色，则表明溶液U中含有Fe³⁺（或FeCl₃），另取少量溶液U，加入几滴酸性KMnO₄溶液，若KMnO₄溶液褪色，则表明溶液U中含有Fe²⁺（或FeCl₂），说明通人V的量不足，若KMnO₄溶液不褪色，说明通人V的量足够；
（5）根据题中几种离子开始沉淀时的pH值可知，溶液中滴加NaOH溶液时，Cu²⁺先沉淀，其次是Fe²⁺，最后是Mg²⁺，由于Ksp小的物质先沉淀，所以可知Ksp[Mg（OH）₂]＞Ksp[Fe（OH）₂]，
故答案为：Cu²⁺；＞．

点评 本题考查了铁盐、亚铁盐的性质，题目难度不大，注意不同价态铁元素之间的转化是高考的热点，注意相关知识的积累．