题目内容

7．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板．腐蚀废液中含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3，任意排放将导致环境污染和资源浪费，应考虑回收利用．某工程师按图示流程在实验室进行实验：从腐蚀废液中回收铜，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．

（1）写出FeCl3溶液与铜箔发生反应的化学方程式：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2．
（2）检验腐蚀后的溶液中是否含有Fe3+应用的试剂是KSCN溶液．（填化学式）
（3）“过滤”用到的玻璃仪器有：普通漏斗、玻璃棒、烧杯．
（4）废液中加入过量①所发生反应的离子方程式：2Fe3++Fe=3Fe2+、Cu2++Fe=Fe2++Cu．
（5）取废液200mL，其中CuCl2、FeCl2和FeCl3的物质的量浓度分别为1.5mol/L、3.0mol/L、和1.0mol/L，若要将铜全部回收，需加入Fe粉的质量应不少于22.4g；将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液需通入Cl2的物质的量不少于0.6mol．

分析 实验目的是：从腐蚀废液中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，由流程可知，应加入过量的Fe与氯化铁、氯化铜反应，过滤进行分离，则滤液②为FeCl2，滤渣③中含Fe、Cu，加过量试剂④为盐酸，过滤得到金属Cu，滤液⑤中含FeCl2、HCl，为不引人杂质，将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，则气体B为氯气．
（1）FeCl3溶液与Cu反应生成CuCl2和FeCl2；
（2）检验溶液中Fe3+存在通常用KSCN溶液，溶液变红说明Fe3+存在；
（3）“过滤”用到的玻璃仪器有：普通漏斗、烧杯、玻璃棒；
（4）废液中加入过量Fe，Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁，与氯化铜反应生成氯化亚铁与Cu；
（5）由于氧化性Fe3+＞Cu2+，故先发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+，然后再发生反应：Cu2++Fe=Fe2++Cu，结合方程式计算需要加入Fe的物质的量，再根据m=nM计算加入Fe的质量；
计算溶液中FeCl2的物质的量，通入Cl2全部转化为FeCl3，发生反应：2FeCl2+Cl2=2FeCl3，根据方程式计算需要通入氯气的物质的量．

解答 解：实验目的是：从腐蚀废液中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，由流程可知，应加入过量的Fe与氯化铁、氯化铜反应，过滤进行分离，则滤液②为FeCl2，滤渣③中含Fe、Cu，加过量试剂④为盐酸，过滤得到金属Cu，滤液⑤中含FeCl2、HCl，为不引人杂质，将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，则气体B为氯气．
（1）FeCl3溶液与Cu反应生成CuCl2和FeCl2，该反应方程式为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，
故答案为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2；
（2）取少量废腐蚀液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红色，则证明原溶液中含有Fe3+，
故答案为：KSCN溶液；
（3）“过滤”用到的玻璃仪器有：普通漏斗、烧杯、玻璃棒，
故答案为：玻璃棒、烧杯；
（4）废液中加入过量Fe，Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁，与氯化铜反应生成氯化亚铁与Cu，发生的离子反应为：2Fe3++Fe=3Fe2+、Cu2++Fe=Fe2++Cu，
故答案为：2Fe3++Fe=3Fe2+；Cu2++Fe=Fe2++Cu；
（5）溶液中CuCl2为0.2L×1.5mol/L=0.3mol，FeCl2为0.2L×3mol/L=0.8mol，FeCl3为0.2L×1.0mol/L=0.2mol，
  2 Fe3++Fe=3 Fe2+
0.2mol 0.1mol 0.3mol
     Cu2++Fe=Fe2++Cu
0.3mol 0.3mol 0.3mol
则要将铜全部回收，需加入Fe粉的质量应不少于0.4mol×56g/mol=22.4g；
反应后n（FeCl2）=0.3mol+0.3mol+0.6mol=1.2mol，
由2FeCl2+Cl2=2FeCl3可知，铁的化合物全部转化为FeCl3溶液需通入Cl2的物质的量不少于 $\frac{1.2mol}{2}$=0.6mol，
故答案为：22.4；0.6．

点评 本题考查混合物的分离、提纯综合应用，明确工艺流程原理，掌握元素化合物的性质是关键，（5）中关键是判断发生反应的先后顺序问题，题目难度中等．

练习册系列答案
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B．参加反应的氯气的物质的量等于$\frac{1}{2}$a mol
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