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FeCl₃溶液溶解印刷线路板上金属铜的化学方程式为

 

．
（2）工业上用铁粉回收腐蚀废液中的铜，方法如下：
①用铁粉回收铜的操作为：加入过量铁粉，充分搅拌，过滤、

 

、

 

、洗涤、

 

．
②科学家对铁置换铜的工艺有如下研究：
分别在a、b、c三种条件下回收腐蚀废液中的铜，取充分反应后的粉末各3.000g分别放入甲、乙、丙三个烧杯中，再加入100mL 0.5mol?L^-1的硫酸，水浴加热（70℃），搅拌，进行除铁处理．分别在第10、20、30、40、50min时，用吸管移取0.5g左右的铜试样于试管内，测定铜粉中铁的含量（质量分数），其结果如图所示．

你认为除铁效果最好的是

 

（填“a”、“b”或“c”），其原因是

 

．
（3）工业上可用腐蚀废液制备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

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．

Answer 1

考点：铁盐和亚铁盐的相互转变,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：实验设计题,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）根据影响化学反应速率的因素结合图示的信息进行回答；
（4）将废液中的亚铁离子除去，加热蒸发，浓缩结晶即可得到纯净的氯化铜晶体，据此回答．

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；干燥；
②影响化学反应速率：粉末状物质的反应速率快于块状的，根据图象信息，a的反应速率最快，除铁效果最好，故答案为：a；使用细铁粉，还原得细铜粉，铜粉颗粒越小，与酸接触的表面积越大，内部的铁与酸反应越快，即除铁效率越高；
（3）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；NaClO能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，且反应能消耗H⁺，增大溶液的pH使Fe³⁺沉淀．

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，难度中等．