Question

印刷電路的廢腐蝕液含有大量CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，任意排放將導致環(huán)境污染及資源的浪費，可從該廢液中回收銅，并將鐵的化合物全部轉化為FeCl₃溶液，作為腐蝕液原料循環(huán)使用．測得某廢腐蝕液中含CuCl₂ 1.5mol?L^-1、FeCl₂ 3.0mol?L^-1、FeCl₃ 1.0mol?L^-1、HCl 3.0mol?L^-1．取廢腐蝕液200mL按如下流程在實驗室進行實驗：

回答下列問題：
（1）在上述流程中，“過濾”用到的玻璃儀器：普通漏斗、玻璃棒、

燒杯

；用上述方法獲得的銅粉中含有雜質，除雜所需試劑是

HCl

（填化學式）．
（2）實驗室可用濃鹽酸和固體KMnO₄直接反應制備Cl₂．此反應的離子方程式為

2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O

．此反應中體現了鹽酸的

酸性和還原性

性質．利用圖1制備Cl₂并通入到FeCl₂溶液中獲得FeCl₃溶液．

請從圖2中挑選所需的儀器，完成圖1裝置簡圖（可添加必要的塞子、玻璃導管、膠皮管．不畫固定裝置），并標明容器中所裝試劑名稱．

（3）按上述流程操作，需稱取Fe粉的質量應不少于

39.2

g，需通入Cl₂的物質的量不少于

0.75

mol．

Answer 1

分析：（1）根據過濾操作；根據銅粉中渾有鐵粉；
（2）根據實驗室制氯氣寫出方程式；濃鹽酸在反應中生成鹽時表現酸性，生成氯氣時表現還原性；根據Cl₂與FeCl₂反應生成FeCl₃，考慮尾氣吸收；
（3）根據鐵與CuCl₂、FeCl₃、HCl反應求出參加反應的鐵粉的質量；根據Cl₂與FeCl₂反應生成FeCl₃計算出Cl₂的物質的量；

解答：解：（1）過濾操作需要的儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗；因銅粉中混有鐵粉，所以用鹽酸除去鐵粉，故答案為：燒杯；
HCl；
（2）實驗室制氯氣可用：2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，改為離子反應時Cl₂和H₂O應保留化學式，
其余物質均寫成離子形式，則離子反應為2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；由反應可知，鹽酸參與反應生成KCl和MnCl₂時表現其酸性，生成Cl₂時表現其還原性；Cl₂與FeCl₂反應生成FeCl₃，尾氣要吸收；
故答案為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；酸性和還原性；                      
（3）Fe+CuCl₂ =FeCl₂ +Cu
    0.3mol       1.5mol?L^-1×0.2L    0.3mol       
     Fe+2FeCl₃ =3FeCl₂
    0.1mol       1.0mol?L^-1×0.2L    0.3mol       
     Fe+2HCl=FeCl₂ +H₂↑
    0.3mol       3.0mol?L^-1×0.2L     0.3mol       
  共消耗Fe粉的物質的量為0.7mol，生成FeCl₂的物質的量為 0.9mol，原溶液中含有FeCl₂=3.0mol?L^-1×0.2L=0.6mol  
Fe粉的質量為0.7mol×56g/mol=39.2g，
      Cl₂+2FeCl₂ =2FeCl₃
    0.75mol        1.5mol
故答案為：39.2；0.75；

點評：本題主要考查了學生鐵及化合物的性質，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度不大．