Question

14．制印刷電路板的廢液中含有大量的CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，可從該廢液中回收銅，并將鐵的化合物全部轉(zhuǎn)化為FeCl₃溶液，實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用．取廢液按如圖流程在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)：
已知：鐵氰化鉀溶液與Fe²⁺反應(yīng)生成帶有特征藍(lán)色的沉淀．
（1）操作1的名稱是過濾．上述方法獲得的銅粉中含有雜質(zhì)，除雜所需的試劑是HCl或H₂SO₄或CuCl₂或CuSO₄．
（2）Cl₂可用固體KClO₃與濃HCl常溫下反應(yīng)制備，反應(yīng)的化學(xué)方程式為KClO₃+6HCl（濃）=3Cl₂↑+KCl+3H₂O．
（3）圖1是模擬實(shí)驗(yàn)制備Cl₂并通入FeCl₂溶液中獲得FeCl₃溶液過程的部分裝置．

從圖2中挑選所需的儀器，完成上述模擬實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)，并畫出簡圖（添加必要的塞子、玻璃導(dǎo)管、橡膠管．固定裝置可略去），標(biāo)明容器中所裝試劑．寫出Cl₂通入FeCl₂溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺．
（4）實(shí)驗(yàn)中，確認(rèn)FeCl₂已全部轉(zhuǎn)化為FeCl₃溶液的方法是向待測液滴2滴鐵氰化鉀溶液，若變藍(lán)，說明還有Fe²⁺，若不變藍(lán)，說明沒有Fe²⁺．

Answer 1

分析 印刷電路板的廢液中含有大量的CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，加入過量鐵粉，三價(jià)鐵離子先轉(zhuǎn)化成二價(jià)鐵離子，銅離子被還原成銅單質(zhì)，充分反應(yīng)后，過濾得到銅和濾液，濾液中主要成分是氯化亞鐵，通入強(qiáng)氧化劑氯氣將其氧化成氯化鐵，據(jù)此分析．
（1）銅不溶于水溶液，采用過濾操作可分離FeCl₂溶液和銅，獲得的銅粉中含有雜質(zhì)Fe，可利用酸溶或銅鹽溶液置換；
（2）KClO₃與濃HCl常溫下反應(yīng)生成氯氣、氯化鉀、水，以此寫出反應(yīng)物、產(chǎn)物并配平；
（3）氯氣通入氯化亞鐵溶液反應(yīng)，剩余的氯氣不能排放空氣中需要尾氣吸收裝置；氯氣具有強(qiáng)氧化性，氯化亞鐵溶液通入氯氣得到三氯化鐵溶液，因此改寫為離子方程式；
（4）Fe²⁺能使鐵氰化鉀溶液變藍(lán)．

解答 解：印刷電路板的廢液中含有大量的CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，加入過量鐵粉，三價(jià)鐵離子先轉(zhuǎn)化成二價(jià)鐵離子，銅離子被還原成銅單質(zhì)，充分反應(yīng)后，過濾得到銅和濾液，濾液中主要成分是氯化亞鐵，通入強(qiáng)氧化劑氯氣將其氧化成氯化鐵．
（1）銅不溶于水溶液，采用過濾操作可分離FeCl₂溶液和銅，獲得的銅粉中含有雜質(zhì)Fe，可利用酸溶或銅鹽溶液置換，因此除雜所需的試劑是 HCl或H₂SO₄或CuCl₂或CuSO₄，
故答案為：過濾；HCl或H₂SO₄或CuCl₂或CuSO₄；
（2）KClO₃與濃HCl常溫下反應(yīng)生成氯氣、氯化鉀、水，化學(xué)方程式KClO₃+6HCl（濃）=3Cl₂↑+KCl+3H₂O，
故答案為：KClO₃+6HCl（濃）=3Cl₂↑+KCl+3H₂O；
（3）制備Cl₂并通入FeCl₂溶液中獲得FeCl₃溶液的部分裝置需要把氯氣通入氯化亞鐵溶液中發(fā)生反應(yīng)生成氯化鐵，氯氣有毒需要尾氣吸收，據(jù)此設(shè)計(jì)選擇裝置為：；
氯氣具有強(qiáng)氧化性，氯化亞鐵溶液通入氯氣得到三氯化鐵溶液，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2FeCl₂+C1₂=2FeCl₃，離子方程式為Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，
故答案為：；Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；
（4）Fe²⁺能使鐵氰化鉀溶液變藍(lán)，向待測液滴2滴鐵氰化鉀溶液，若變藍(lán)，說明還有Fe²⁺，若不變藍(lán)，說明沒有Fe²⁺．
故答案為：向待測液滴2滴鐵氰化鉀溶液，若變藍(lán)，說明還有Fe²⁺，若不變藍(lán)，說明沒有Fe²⁺．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過程分析，物質(zhì)性質(zhì)的熟練掌握是解題關(guān)鍵，注意離子的檢驗(yàn)方法，題目難度中等．