Question

 (1)类比法是化学学习中常用的方法，已知硝酸能把铁氧化成Fe(NO3)3，但当铁过量时，产物是Fe(NO3)2。某同学受此启发，提出一个相似的观点：氯气与铁粉反应，当Cl2足量时生成FeCl3，当铁粉过量时产物是FeCl2，为了验证该观点是否正确，该同学将一定量的铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固体物质，然后通过实验确定其成分。探究过程如下：

①提出假设：

假设1：该固体物质是FeCl2

假设2：该固体物质是FeCl3

假设3：该固体物质是__________________。

②设计实验方案：

取少量固体物质于烧杯中，加适量水溶解，得到溶液A，然后取两份A溶液分别进行实验，实验现象与结论如下表：

实验方法	实验现象	结论
在溶液中加KSCN溶液		固体物质中有FeCl3
在KMnO4溶液中加少量A溶液	KMnO4溶液颜色无明显变化	固体物质中不含________

③根据上述实验结论，写出Cl2与铁粉加热时反应的化学方程式_________________。

(2)为了进一步探究FeCl3溶液的性质，该同学又利用A溶液作了如下一些实验，其中正确的是________。

A．将A溶液滴入沸水中，并继续加热得到红褐色液体，该液体能产生丁达尔现象

B．在A溶液中加入淀粉KI溶液，溶液变蓝

C．在A溶液中滴加NaOH浓溶液，出现红褐色沉淀

D．在A溶液中加入Fe、Cu固体后，充分反应后剩余固体中不可能有Fe无Cu

E．将A溶液加热蒸干并灼烧，得到FeCl3固体

(3)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。某工程师为了从废液中回收铜，重新获得FeCl3溶液，设计了下列实验步骤：

写出一个能证明还原性Fe比Cu强的离子方程式：_______________________________

________________________________________________________________________。该反应在上图步骤

________中发生。请根据上述反应设计一个原电池，在方框中画出简易装置图(标出电极名称、电极材料、电解质溶液)。

上述过程回收的铜是粗铜，为了获得更纯的铜必须进行电解精炼。写出电解精炼时阳极材料及主要的电极反应式________________________________________________

________________________________________________________________________。

Answer 1

解析：(1)与硝酸在不同条件下可被氧化成两种产物，推断铁粉与Cl2反应也可能生成FeCl2或FeCl3或两种物质的混合物。根据KSCN溶液能与Fe3＋显红色，可检验产物中是否含有FeCl3。根据酸性KMnO4溶液能氧化Fe2＋而褪色，可验证产物中是否含有FeCl2。

(2)FeCl3滴入沸水中，继续煮沸可生成Fe(OH)3胶体，有丁达尔现象。Fe3＋能氧化I－生成I2，Fe3＋能与NaOH溶液生成Fe(OH)3红褐色沉淀。而加热蒸干FeCl3溶液，由于Fe3＋的水解，会生成Fe(OH)3沉淀，经灼烧，得到Fe2O3，而不是FeCl3固体。在FeCl3溶液中加入Fe、Cu固体后，发生以下反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。由此看出剩余固体中不可能有Fe无Cu，而只能是Cu或Cu、Fe混合物。

(3)废液中回收铜的实验过程如下：

Fe能从CuCl2溶液中置换出铜，可证明Fe比Cu的还原性强，反应方程式为：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。用原电池表示该反应时，可用Fe作负极，Cu作正极，CuCl2溶液作电解质溶液。电解精炼铜时，粗铜作阳极(Cu－2e－===Cu2＋)，纯铜作阴极(Cu2＋＋2e－===Cu)，含Cu2＋的溶液作电解质溶液。

答案：(1)①FeCl2和FeCl3　②溶液呈红色　FeCl2

③2Fe＋3Cl22FeCl3

(2)A、B、C、D

(3)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　①

粗铜　Cu－2e－===Cu2＋