Question

12．某100g混合物中含有CuCl₂和FeSO₄，为了分析该混合物的组成及提取金属Cu，设计如图1实验方案：
（注：废铁屑中的杂质不溶于废液也不与废液反应．）

（1）写出步骤一和步骤二中相同的实验操作①的名称过滤；写出步骤一中用于除去溶液中SO₄^2-的A溶液中一定包含有Ba²⁺；Cl^-．（填离子符号）
（2）实验过程中加入一定质量分数的A溶液的质量与生成的沉淀质量关系如图2所示，求混合物中CuCl₂的质量分数；
（3）小明同学将固体B进行洗涤干燥处理后，称得质量为42克，并进行如下计算：
解：设混合物中CuCl₂的质量为m
Fe+CuCl₂═FeCl₂+Cu
135                     64
m                     42 克
135：X=64：42克
m=88.6克
CuCl₂%=88.6克/100克=88.6%
此结果偏大，其原因是由于加入的铁是过量的，所以固体B中含有铁．

Answer 1

分析 （1）根据过滤可以分离固体和液体解答，根据题中信息及氯化钡和硫酸亚铁反应生成硫酸钡沉淀和氯化亚铁解答；
（2）根据氯化钡和硫酸亚铁反应生成硫酸钡沉淀和氯化亚铁，由图示可知沉淀质量为23.3g，利用沉淀的质量求出硫酸亚铁的质量；
（3）由于目的是获得铜单质和硫酸亚铁，所以需要将铜离子转化为铜单质，而溶液中需要的是硫酸亚铁而不能引入新的杂质，所以加入的能够将铜离子转化为铜单质的只能是单质铁；由于加入的铁是过量的，所以固体B中含有铁解答．

解答 解：（1）步骤一和步骤二中相同的实验操作①的名称是过滤；氯化钡和硫酸亚铁反应生成硫酸钡沉淀和氯化亚铁，故加入的A溶液是氯化钡溶液，A中一定包含有钡离子和氯离子；
（2）设硫酸亚铁的质量为x
BaCl₂+FeSO₄═BaSO₄↓+FeCl₂
152               233
   x               23.3g
$\frac{152}{x}=\frac{233}{23.3g}$
x=15.2g
混合物中CuCl₂的质量分数=$\frac{100g-15.2g}{100g}×$100%=84.8%；
（3）由题意可知，由于需要将铜离子转化为铜单质，而溶液还必须为硫酸亚铁，即不能引入新的杂质，所以可以加入铁将铜离子转化为铜单质．该反应的化学方程式为：Fe+CuSO₄ ═FeSO₄ +Cu；由于加入的铁是过量的，所以固体B中含有铁，此结果偏大．
答案：
（1）过滤；Ba²⁺；Cl^-；
（2）混合物中CuCl₂的质量分数为84.8%；
（3）由于加入的铁是过量的，所以固体B中含有铁．

点评 解答本题时要注意混合物的分离要考虑为彻底分开而加入过量试剂，所以后一环节需要将之除去．