Question

采用32%～35%的FeCl₃溶液腐蚀印刷线路板上的金属铜，腐蚀废液中主要含有CuCl₂、FeCl₂和HCl等溶质．
（1）用FCl₃溶液溶解印刷线路板上金属铜的离子方程式为

 

．
（2）工业上两种回收腐蚀废液中铜的方法如下：
①第一种：电解腐蚀废液回收铜．阳极（石墨）的电极反应可表示为

 

．
②第二种：用铁粉置换腐蚀废液中的铜．
用铁粉回收铜的实验操作为：加入过量铁粉，充分搅拌，过滤、

 

、

 

、

 

、

 

．
（3）工业上也可用腐蚀废液制备CuCl₂?2H₂O，从而进行对废液的利用，其工艺流程如下：

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2
开始沉淀	2.3	7.5	4.7
完全沉淀	4.1	9.7	6.7

①试剂A最好应选用

 

（填写字母代号），理由是

 

．
a．浓硫酸       b．Cl₂     c．NaClO　　　 d．NaOH溶液
②测定产品中CuCl₂?2H₂O的质量分数如下：取2.000g产品，用水溶解后，加入60.00mL 0.4000mol?L^-1的KI溶液（足量），充分反应后加入淀粉指示剂，用0.4000mol?L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定，耗去此标准液25.00mL时，刚好到达滴定终点（已知：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．此产品中CuCl₂?2H₂O的质量分数为

 

（写出计过程）．

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：元素及其化合物

分析：（1）铜具有还原性，铁离子具有氧化性，二者之间发生氧化还原反应；
（2）金属铁可以和氯化铜反应置换出金属铜，剩余的铁可以和盐酸反应，但是金属铜和盐酸之间不反应；
（3）获得CuCl₂?2H₂O晶体，需要利用重结晶法把硫酸钠除掉，蒸发浓缩后，由于同温下硫酸钠的溶解度小，会有大量硫酸钠析出，故趁热过滤掉析出的硫酸钠；
根据反应的过程：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，得到关系式：Cu²⁺～S₂O₃^2-，进行计算即可．

解答： 解：（1）铜具有还原性，铁离子具有氧化性，二者之间发生的氧化还原反应为：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂，故答案为：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂；
（2）①则阳极（石墨）上的电极发生氧化反应，Fe²⁺失去电子生成Fe³⁺，反应式为：Fe²⁺-e^-═Fe³⁺，故答案为：Fe²⁺-e^-═Fe³⁺；
②金属铁可以和氯化铜反应置换出金属铜，但是和氯化亚铁之间不反应，加入足量的金属铁，保证铜均被置换出来，剩余的铁可以和盐酸反应，但是金属铜和盐酸之间不反应，再过滤可以滤出金属铜，最后将铜干燥即可，故答案为：在滤渣中加入足量稀盐酸并搅拌；过滤；用适量蒸馏水洗涤滤渣；将滤渣干燥即得铜；
（3）①为了将废液中的亚铁离子除去，加入一种试剂将亚铁离子氧化为铁离子，调节pH值，可以将铁离子沉淀出来，但是铜离子不沉淀即可，故选NaClO，它具有碱性和氧化性，能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，且反应能消耗H⁺，增大溶液的pH使Fe³⁺沉淀，故答案为：c；①NaClO能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，且反应能消耗H⁺，增大溶液的pH使Fe³⁺沉淀；
②依据2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
得到 Na₂S₂O₃～Cu²⁺
     1          1
0.4000mol/L×0.0250L 0.01mol
则CuCl₂?2H₂O的物质的量为：0.01mol，
试样中CuCl₂?2H₂O的质量百分数为

0.01mol×171g/mol

2.0g

×100%=85.50%．
故答案为：85.50%．

点评：本题以实验的方法考查学生含铁化合物的性质知识，注重物质的分离、提纯和化学实验基本操作的知识以及根据化学方程式进行计算的知识，难度中等．