Question

電子工業常用30%的FeCl₃溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔，制造印刷電路板．廢腐蝕液含有大量CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，任意排放將導致環境污染及資源的浪費，應考慮回收利用．按如下流程在實驗室進行實驗：從廢液中回收銅，并將鐵的化合物全部轉化為FeCl₃溶液，作為腐蝕液原料循環使用．

（1）寫出FeCl₃溶液與銅箔發生反應的化學方程式：

2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂

．
（2）檢驗廢腐蝕液中含有Fe³⁺的實驗操作是

取少量廢腐蝕液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅色，則證明原溶液中含有Fe³⁺

．
（3）“過濾”用到的玻璃儀器有：普通漏斗、

玻璃棒、燒杯

．
（4）廢液中加入過量①后，發生反應的離子方程式：

2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu

．
（5）上述流程中取廢液200mL，其中含CuCl₂ 1.5mol?L^-1、FeCl₂ 3.0mol?L^-1、FeCl₃ 1.0mol?L^-1，若要將銅全部回收，需加入Fe粉的質量應不少于

22.4

g；將鐵的化合物全部轉化為FeCl₃溶液需通入Cl₂的物質的量不少于

0.6

mol．
（6）某化學興趣小組利用在下圖裝置制取氯氣并通入到FeCl₂溶液中獲得FeCl₃溶液．

制備Cl₂的化學方程式為：

MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

．
該裝置不完整，請在所給虛線框內畫出所缺部分，并標注試劑．

Answer 1

分析：（1）氯化鐵與銅反應生成氯化亞鐵與氯化鐵；
（2）檢驗溶液中Fe³⁺存在通常用KSCN溶液，溶液變紅說明Fe³⁺存在；
（3）過濾操作用到的玻璃儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒；
（4）從廢液中回收銅，并將鐵的化合物全部轉化為FeCl₃溶液，作為腐蝕液原料循環使用，則廢液中加過量①（Fe粉），濾液為FeCl₂，濾渣為Fe和Cu，濾渣中加過量④（鹽酸），因Cu與鹽酸不反應，則濾液⑤為FeCl₂，將濾液②和⑤中通入⑥（氯氣）可反應得到FeCl₃溶液，據此即可解答；
（5）根據2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu進行解答；
（6）實驗室用濃鹽酸與二氧化錳反應制取氯氣，據此書寫化學方程式；氯氣有毒需進行尾氣處理；

解答：解：（1）氯化鐵與銅反應生成氯化亞鐵與氯化鐵，反應方程式為：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，
故答案為：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂；
（2）檢驗溶液中Fe³⁺存在通常用KSCN溶液，取少量溶液與試管中，滴加KSCN溶液，發生反應Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，溶液變紅，說明Fe³⁺存在，
故答案為：取少量廢腐蝕液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅色，則證明原溶液中含有Fe³⁺；
（3）過濾中用到的儀器有：鐵架臺、玻璃棒、燒杯、漏斗等，其中用到的三種玻璃儀器是漏斗、燒杯、玻璃棒；燒杯用來盛放液體，漏斗用于過濾，玻璃棒用來引流和攪拌．
故答案為：燒杯、玻璃棒；
（4）該實驗制取的是氯化鐵溶液，金屬①是鐵；濾液②是氯化亞鐵溶液；加入的鐵過量，濾渣③是鐵和銅；制取的是氯化鐵，溶解鐵，④加入應該是鹽酸；所以廢液中加入過量①鐵后，發生的離子反應為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu；
（5）由2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu
       0.2mol 0.1mol      0.3mol  0.3mol
則要將銅全部回收，需加入Fe粉的質量應不少于0.4mol×56g/mol=22.4g；
反應后n（FeCl₂）=0.3mol+0.3mol+0.6mol=1.2mol，
由2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃可知，鐵的化合物全部轉化為FeCl₃溶液需通入Cl₂的物質的量不少于

1.2mol

2

=0.6mol，
故答案為：22.4；0.6；
（6）實驗室用濃鹽酸與二氧化錳反應制取氯氣，反應的化學方程式為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，氯氣有毒需進行尾氣處理，Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O所以用氫氧化鈉溶液進行尾氣吸收，可為，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；

點評：本題考查化學工藝流程、常用化學用語、元素化合物性質等，掌握元素化合物的性質是關鍵混合物的分離、提純方法，注意化學反應原理是解答本題的關鍵，題目難度中等．