题目内容
某校综合实践小组用废铁屑制FeCl3，用作印刷电路铜板腐蚀剂，并回收铜．活动过程如下：
（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式
（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式．
装置图：
，正极反应
（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol?L-1，请参照下表完成除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤的相关问题：
①通入足量氯气，目的
②加入CuO调节溶液的PH至
③过滤除去
（4）学生甲对黄色溶液A和绿色溶液C进行定性实验，完成下表：
（5）电解过程中的阴极材料是
（6）采用排液法收集氯气，该液体是
（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式
2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
．（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式．
装置图：
2Fe3++2e-═2Fe2+
2Fe3++2e-═2Fe2+
，负极反应Cu-2e-═Cu2+
Cu-2e-═Cu2+
．（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol?L-1，请参照下表完成除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤的相关问题：
| 氢氧化物开始沉淀时的PH | 氢氧化物沉淀完全时的PH | |
| Fe3+ Fe2+ Cu2+ |
1.9 7.0 4.7 |
3.2 9.0 6.7 |
| 提供的药品：Cl2 浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu | ||
将Fe2+氧化成Fe3+
将Fe2+氧化成Fe3+
；②加入CuO调节溶液的PH至
3.2-4.7
3.2-4.7
；③过滤除去
Fe（OH）3
Fe（OH）3
（填化学式）（4）学生甲对黄色溶液A和绿色溶液C进行定性实验，完成下表：
| 编号 | 实验内容 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
| ① | 检验黄色溶液A中是否含有Fe2+ | 取少量黄色溶液A置于小试管中，滴入一滴酸性高锰酸钾溶液 取少量黄色溶液A置于小试管中，滴入一滴酸性高锰酸钾溶液 |
酸性高锰酸钾溶液褪色，则黄色溶液A有Fe2+ 酸性高锰酸钾溶液褪色，则黄色溶液A有Fe2+ |
| ② | 检验绿色溶液C中是否含有Fe3+ | 取少量绿色溶液C置于小试管中，滴入一滴KSCN溶液 取少量绿色溶液C置于小试管中，滴入一滴KSCN溶液 |
溶液出现血红色，则绿色溶液C仍有Fe3+ 溶液出现血红色，则绿色溶液C仍有Fe3+ |
纯铜
纯铜
．（6）采用排液法收集氯气，该液体是
饱和食盐水
饱和食盐水
，原因Cl2在饱和食盐水中溶解度较小
Cl2在饱和食盐水中溶解度较小
．分析：（1）Fe3+有强氧化性，能把金属铜氧化成铜离子；
（2）根据电池反应式设计原电池，由发生反应的反应类型设计正负极，将发生氧化反应的金属单质设计成负极，比负极不活泼的金属或导电的非金属设计成正极，反应物中的电解质设计为电解质溶液；
（3）先将Fe2+转化成Fe3+；再根据图表条件分析溶液的pH值，三价铁离子沉淀完全后，进行过滤即可；
（4）在A的溶液中滴入酸性KMnO4溶液，根据KMnO4溶液颜色变化，说明是否含有亚铁离子；
在C溶液中加入KSCN溶液，根据溶液是否变为红色，判断是否含有铁离子；
（5）电解回收Cu，溶液中铜离子发生还原反应，在阴极析出，故Cu应作阴极；
（6）Cl2在饱和食盐水中溶解度较小，可以用排饱和食盐水法收集氯气．
（2）根据电池反应式设计原电池，由发生反应的反应类型设计正负极，将发生氧化反应的金属单质设计成负极，比负极不活泼的金属或导电的非金属设计成正极，反应物中的电解质设计为电解质溶液；
（3）先将Fe2+转化成Fe3+；再根据图表条件分析溶液的pH值，三价铁离子沉淀完全后，进行过滤即可；
（4）在A的溶液中滴入酸性KMnO4溶液，根据KMnO4溶液颜色变化，说明是否含有亚铁离子；
在C溶液中加入KSCN溶液，根据溶液是否变为红色，判断是否含有铁离子；
（5）电解回收Cu，溶液中铜离子发生还原反应，在阴极析出，故Cu应作阴极；
（6）Cl2在饱和食盐水中溶解度较小，可以用排饱和食盐水法收集氯气．
解答：解：（1）Fe3+有强氧化性，能把金属铜氧化成铜离子，自身被还原成Fe2+，反应方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，故答案为：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；
（2）设计成原电池时，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，该电池反应中三价铁离子得电子发生还原反应，所以正极上的电极反应式为2Fe3++2e-═2Fe2+，铜失电子发生氧化反应，所以负极上的电极反应式为Cu-2e-═Cu2+；
电池反应中发生氧化反应的金属作负极，所以铜作负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，可选石墨作正极，发生还原反应的电解质溶液作原电池的电解质溶液，所以该原电池图为，
故答案为：；2Fe3++2e-═2Fe2+；Cu-2e-═Cu2+；
（3）根据图表知，Fe3+沉淀需要的PH值较小，与铜离子沉淀时的PH值相差较大，所以首先将二价铁离子转化为三价铁离子，选取的试剂不能引进新的杂质离子，所以选取氯气 作氧化剂；然后加热氧化铜除去氯气溶解生成的盐酸，在pH值3.2时三价铁离子完全沉淀，pH值4.7时铜离子开始沉淀，所以调节溶液的pH值至3.2-4.7；然后通过过滤除去生成的沉淀；
故答案为：①将Fe2+氧化成Fe3+；②3.2-4.7；③Fe（OH）3；
（4）在A的溶液中滴入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液颜色褪去，说明含有亚铁离子，否则，不含亚铁离子；
在C在溶液中加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明含有铁离子，否则，不含铁离子，
故答案为：
；
（5）电解回收Cu，溶液中铜离子发生还原反应，在阴极析出，故纯Cu应作阴极，
故答案为：纯铜；
（6）Cl2在饱和食盐水中溶解度较小，可以用排饱和食盐水收集氯气，
故答案为：饱和食盐水；Cl2在饱和食盐水中溶解度较小．
（2）设计成原电池时，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，该电池反应中三价铁离子得电子发生还原反应，所以正极上的电极反应式为2Fe3++2e-═2Fe2+，铜失电子发生氧化反应，所以负极上的电极反应式为Cu-2e-═Cu2+；
电池反应中发生氧化反应的金属作负极，所以铜作负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，可选石墨作正极，发生还原反应的电解质溶液作原电池的电解质溶液，所以该原电池图为
，故答案为：
；2Fe3++2e-═2Fe2+；Cu-2e-═Cu2+；（3）根据图表知，Fe3+沉淀需要的PH值较小，与铜离子沉淀时的PH值相差较大，所以首先将二价铁离子转化为三价铁离子，选取的试剂不能引进新的杂质离子，所以选取氯气 作氧化剂；然后加热氧化铜除去氯气溶解生成的盐酸，在pH值3.2时三价铁离子完全沉淀，pH值4.7时铜离子开始沉淀，所以调节溶液的pH值至3.2-4.7；然后通过过滤除去生成的沉淀；
故答案为：①将Fe2+氧化成Fe3+；②3.2-4.7；③Fe（OH）3；
（4）在A的溶液中滴入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液颜色褪去，说明含有亚铁离子，否则，不含亚铁离子；
在C在溶液中加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明含有铁离子，否则，不含铁离子，
故答案为：
| 编号 | 实验内容 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
| ① | 检验黄色溶液A中是否含有Fe2+ | 取少量黄色溶液A置于小试管中，滴入一滴酸性高锰酸钾溶液 | 酸性高锰酸钾溶液褪色，则黄色溶液A有Fe2+ |
| ② | 检验绿色溶液C中是否含有Fe3+ | 取少量绿色溶液C置于小试管中，滴入一滴KSCN溶液 | 溶液出现血红色，则绿色溶液C仍有Fe3+ |
（5）电解回收Cu，溶液中铜离子发生还原反应，在阴极析出，故纯Cu应作阴极，
故答案为：纯铜；
（6）Cl2在饱和食盐水中溶解度较小，可以用排饱和食盐水收集氯气，
故答案为：饱和食盐水；Cl2在饱和食盐水中溶解度较小．
点评：本题考查了化学工艺流程图、原电池的工作原理及原电池的设计、对操作的条件控制与理解，难度较大，原电池的设计是学习的重点和难度．
练习册系列答案
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某校综合实践小组用废铁屑制FeCl3，用作印刷电路铜板腐蚀剂，并回收铜．活动过程如下：
（1）写出废铁屑与盐酸反应的离子方程式： ； ．
（2）学生甲对黄色溶液A和绿色溶液C进行定性实验，完成下表：
（3）电解时阴极材料是 ．
（4）采用排液法收集氯气，该液体是 ．
（1）写出废铁屑与盐酸反应的离子方程式：
（2）学生甲对黄色溶液A和绿色溶液C进行定性实验，完成下表：
| 编号 | 实验内容 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
| ① | 检验黄色溶液A中是否含有Fe2+ | ||
| ② | 检验绿色溶液C中是否含有Fe3+ |
（4）采用排液法收集氯气，该液体是
