Question

12．某100g混合物中含有CuCl₂和FeSO₄，為了分析該混合物的組成及提取金屬Cu，設計如圖1實驗方案：
（注：廢鐵屑中的雜質不溶于廢液也不與廢液反應．）

（1）寫出步驟一和步驟二中相同的實驗操作①的名稱過濾；寫出步驟一中用于除去溶液中SO₄^2-的A溶液中一定包含有Ba²⁺；Cl^-．（填離子符號）
（2）實驗過程中加入一定質量分數的A溶液的質量與生成的沉淀質量關系如圖2所示，求混合物中CuCl₂的質量分數；
（3）小明同學將固體B進行洗滌干燥處理后，稱得質量為42克，并進行如下計算：
解：設混合物中CuCl₂的質量為m
Fe+CuCl₂═FeCl₂+Cu
135                     64
m                     42 克
135：X=64：42克
m=88.6克
CuCl₂%=88.6克/100克=88.6%
此結果偏大，其原因是由于加入的鐵是過量的，所以固體B中含有鐵．

Answer 1

分析 （1）根據過濾可以分離固體和液體解答，根據題中信息及氯化鋇和硫酸亞鐵反應生成硫酸鋇沉淀和氯化亞鐵解答；
（2）根據氯化鋇和硫酸亞鐵反應生成硫酸鋇沉淀和氯化亞鐵，由圖示可知沉淀質量為23.3g，利用沉淀的質量求出硫酸亞鐵的質量；
（3）由于目的是獲得銅單質和硫酸亞鐵，所以需要將銅離子轉化為銅單質，而溶液中需要的是硫酸亞鐵而不能引入新的雜質，所以加入的能夠將銅離子轉化為銅單質的只能是單質鐵；由于加入的鐵是過量的，所以固體B中含有鐵解答．

解答 解：（1）步驟一和步驟二中相同的實驗操作①的名稱是過濾；氯化鋇和硫酸亞鐵反應生成硫酸鋇沉淀和氯化亞鐵，故加入的A溶液是氯化鋇溶液，A中一定包含有鋇離子和氯離子；
（2）設硫酸亞鐵的質量為x
BaCl₂+FeSO₄═BaSO₄↓+FeCl₂
152               233
   x               23.3g
$\frac{152}{x}=\frac{233}{23.3g}$
x=15.2g
混合物中CuCl₂的質量分數=$\frac{100g-15.2g}{100g}×$100%=84.8%；
（3）由題意可知，由于需要將銅離子轉化為銅單質，而溶液還必須為硫酸亞鐵，即不能引入新的雜質，所以可以加入鐵將銅離子轉化為銅單質．該反應的化學方程式為：Fe+CuSO₄ ═FeSO₄ +Cu；由于加入的鐵是過量的，所以固體B中含有鐵，此結果偏大．
答案：
（1）過濾；Ba²⁺；Cl^-；
（2）混合物中CuCl₂的質量分數為84.8%；
（3）由于加入的鐵是過量的，所以固體B中含有鐵．

點評 解答本題時要注意混合物的分離要考慮為徹底分開而加入過量試劑，所以后一環節需要將之除去．