Question

【题目】铁是人类比较早使用的金属之一。完成下列问题：

Ⅰ．电子工业中用30%的FeCl3 溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程如图所示。

（1）FeCl3 溶液蚀刻铜箔反应的离子方程式为：___________________________；

（2）滤液中存在较多的阳离子是____________________；

（3）以下试剂也可以替代氯气完成转化，最好选用的是________（填序号）。

a．酸性KMnO4溶液 b．溴水 c．H2O2 溶液

Ⅱ．某氯化铁样品中含有少量FeCl2杂质，现要测定其中铁元素的质量分数，实验步骤如下：

（4）操作Ⅰ所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还必须有_________________________（填仪器名称）。

（5）写出②加入过量氨水的离子方程式：_____________________。

（6）样品中铁元素的质量分数为________________。

（7）若沉淀灼烧不充分，对最终测量结果的影响：________________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

Answer 1

【答案】2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋ Fe2＋ c 250 mL容量瓶、胶头滴管 Fe3＋＋3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓＋3NH4＋ ×100% 偏大

【解析】

I．氯化铁溶液蚀刻铜箔所得废液中含有的金属离子有Fe2＋、Fe3＋和Cu2＋，加入过量铁粉，溶液变为氯化亚铁溶液，过滤后的滤液通入足量氯气便可转化成氯化铁溶液，再经一系列分离操作可获得无水氯化铁；而固体为含有铁粉的铜，将铁粉除去便可获得铜单质。

II．要测定含氯化亚铁杂质的氯化铁样品中铁元素的质量分数，依据图示方法为：取一定质量的样品，先用足量的氯水氧化，再用过量氨水沉淀为氢氧化铁沉淀，过滤洗涤后的沉淀经灼烧最终转化成氧化铁，通过氧化铁的质量就可以计算出原样品中铁元素的质量分数。据此解答各小题。

I（1）氯化铁能将铜氧化：2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋，故答案为：2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋。

（2）由于废液中加入的铁粉是过量的，所以原溶液中的Cu2＋和Fe3＋均被还原，溶液中的金属阳离子只剩下Fe2＋，故答案为：Fe2＋。

（3）代替氯气将氯化亚铁氧化成氯化铁的物质不应带入杂质，所列三种物质均能将Fe2＋氧化成Fe3＋，但酸性高锰酸钾溶液和溴水均会带入杂质，而过氧化氢的还原产物水不是杂质，所以最好选用过氧化氢溶液，故答案为：c。

II（4）操作I是将溶液稀释成250mL，所用到的玻璃仪器有：250mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。故答案为：250mL容量瓶、胶头滴管。

（5）经氯水氧化后的溶液为氯化铁溶液，加氨水发生的反应为：Fe3＋＋3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓＋3 。故答案为：Fe3＋＋3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓＋3 。

（6）bgFe2O3中铁的物质的量为： =mol，由于只取了250mL溶液中的25mL，所以，根据铁元素守恒，样品中铁元素的质量分数为： =×100%。故答案为：×100%。

（7）氢氧化铁固体灼烧的反应为：2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O，灼烧过程中固体质量减少，如果灼烧不充分，会使所测氧化铁的质量偏高，从而使计算出的铁的含量偏大。故答案为：偏大。