Question

15．電子工業(yè)常用30%的FeCl₃溶液腐蝕附在絕緣板上的銅箔，制造印刷電路板．
（1）寫出FeCl₃溶液與金屬銅反應(yīng)的離子方程式：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺．
（2）檢驗(yàn)溶液中存在Fe²⁺的試劑是酸性高錳酸鉀，證明Fe²⁺存在的現(xiàn)象是加入酸性高錳酸鉀溶液，紫色褪去．
（3）某小組采取下列步驟從使用過的腐蝕廢液中回收銅，并重新獲得FeCl₃溶液：

操作Ⅰ和Ⅱ使用到的主要玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯，
請寫出通入⑥后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（4）實(shí)驗(yàn)室里保存FeCl₂溶液時(shí)，常在溶液中加入鐵釘或鐵粉防止溶液里的Fe²⁺被氧化，請用離子方程式說明其中的道理：2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺．
（5）若某腐蝕液中含1.5mol/LCuCl₂、3.0mol/LFeCl₂、1.0mol/L FeCl₃，取200mL腐蝕液按上述步驟回收銅，為充分回收銅，加入①的質(zhì)量最小為22.4g．

Answer 1

分析 （1）銅與氯化鐵反應(yīng)生成氯化銅、氯化亞鐵；
（2）Fe²⁺具有還原性，可與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（3）反應(yīng)中含有氯化亞鐵、氯化銅，由工藝流程可知，濾渣③中含有金屬銅，故應(yīng)是廢液與過量的Fe反應(yīng)，濾液②中含有氯化亞鐵，通入氯氣可以得到氯化鐵．濾渣③中含有金屬銅、未反應(yīng)的鐵，加入鹽酸，過濾，回收銅，濾液⑤中含有氯化亞鐵，與濾液②合并，制備氯化鐵；
（4）Fe與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，可防止氯化亞鐵被氧化；
（5）由于氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺，故先發(fā)生反應(yīng)：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，然后再發(fā)生反應(yīng)：Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，結(jié)合方程式計(jì)算需要加入Fe的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計(jì)算加入Fe的質(zhì)量．

解答 解：（1）銅與氯化鐵反應(yīng)生成氯化銅、氯化亞鐵，反應(yīng)的離子方程式為：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，故答案為：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（2）Fe²⁺具有還原性，可與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溶液紫色褪去，故答案為：酸性高錳酸鉀；加入酸性高錳酸鉀溶液，紫色褪去；
（3）反應(yīng)中含有氯化亞鐵、氯化銅，由工藝流程可知，濾渣③中含有金屬銅，故應(yīng)是廢液與過量的Fe反應(yīng)，濾液②中含有氯化亞鐵，通入氯氣可以得到氯化鐵．濾渣③中含有金屬銅、未反應(yīng)的鐵，加入鹽酸，過濾，回收銅，濾液⑤中含有氯化亞鐵，與濾液②合并，制備氯化鐵，
操作Ⅰ和Ⅱ都為過濾，用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯，通入⑥后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：漏斗、玻璃棒、燒杯；2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（4）保存FeCl₂溶液時(shí)，為了防止FeCl₂溶液變質(zhì)，經(jīng)常向其中加入鐵粉，其原因是2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺；
（5）溶液中CuCl₂為0.2L×1.5mol/L=0.3mol，F(xiàn)eCl₂為0.2L×3mol/L=0.8mol，F(xiàn)eCl₃為0.2L×1.0mol/L=0.2mol，
  2 Fe³⁺+Fe=3 Fe²⁺
0.2mol 0.1mol 0.3mol
     Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu
0.3mol 0.3mol 0.3mol
則要將銅全部回收，需加入Fe粉的質(zhì)量應(yīng)不少于0.4mol×56g/mol=22.4g．
故答案為：22.4g．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)工藝流程、常用化學(xué)用語、元素化合物性質(zhì)等知識，題目難度不大，掌握元素化合物的性質(zhì)是關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．