Question

5．在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步骤简述如下：
I：向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液．
Ⅱ：将固体加入足量盐酸中，搅拌充分反应后过滤．
Ⅲ：将I和Ⅱ两次的滤液合并，并通人足量的氯气将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺．
Ⅳ：将Ⅲ中溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得FeCl₃•6H₂O．
回答下列问题：
（1）步骤I中加入过量铁屑的作用是将溶液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺，将铜离子还原生成铜
（2）步骤Ⅱ分离得到固体的主要成分是Fe和Cu
（3）步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式为Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-
（4）步骤Ⅳ不直接蒸发结晶得FeCl₃•6H₂O的原因为直接蒸发结晶会FeCl₃•6H₂O受热分解失去部分结晶水．

Answer 1

分析 氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，离子方程式为：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，向废液中投入过量铁屑的主要作用是将溶液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺，将铜离子还原生成铜，过滤后得到固体为Fe和Cu，加入盐酸，铁反应，铜不反应，过滤分离得到铜，滤液成分为氯化亚铁溶液，通人足量的氯气将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得FeCl₃•6H₂O，据此分析．

解答 解：氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，离子方程式为：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，向废液中投入过量铁屑的主要作用是和铜离子发生反应生成铜，过滤后得到固体为Fe和Cu，加入盐酸，铁反应，铜不反应，过滤分离得到铜，滤液成分为氯化亚铁溶液，通人足量的氯气将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得FeCl₃•6H₂O，
（1）根据以上分析，步骤I中加入过量铁屑的作用是将溶液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺，将铜离子还原生成铜，故答案为：2将溶液中的Fe³⁺还原成Fe²⁺，将铜离子还原生成铜；
（2）根据以上分析，步骤Ⅱ分离得到固体的主要成分是Fe和Cu，故答案为：Fe和Cu；
（3）滤液成分为氯化亚铁溶液，通人足量的氯气将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，反应的离子方程式为：Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案为：Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-；
（4）因为FeCl₃•6H₂O受热易分解失去结晶水，所以直接蒸发结晶会FeCl₃•6H₂O受热分解失去部分结晶水，故答案为：直接蒸发结晶会FeCl₃•6H₂O受热分解失去部分结晶水．

点评 本题考查了铁离子的氧化性，提取铜的反应过程，不同价态铁元素之间的转化和二价铁离子、三价铁离子的检验是高考的热点，熟悉两种离子的性质是解题关键．