Question

11．電子工業中用過量的FeCl₃溶液溶解電路板中的銅箔時，會產生大量廢液．由該廢液回收銅并得到凈水劑（FeCl₃•6H₂O）的步驟如下：
I．在廢液中加入過量鐵粉，過濾；
II．向I的濾渣中加入過量試劑A，充分反應后，過濾，得到銅；
III．合并I和II中的濾液，不斷通入氯氣至完全反應；
IV．加熱蒸發、濃縮結晶，得到FeCl₃•6H₂O晶體．
（1）用FeCl₃溶液腐蝕銅箔的離子方程式是Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，．
（2）試劑A是鹽酸．
（3）步驟III反應過程中既有Fe²⁺又有Fe³⁺，如果要驗證濾液中鐵元素的存在形式，可另取反應過程中的兩份濾液分別進行實驗，實驗方法、現象與結論如下表，請將其補充完整．可供選擇的試劑：
a．酸性KMnO₄     b．NaOH溶液    c．KSCN溶液    d．氯水

實驗方法	實驗現象	結論
步驟1：在濾液中加入c（填字母）	液變成血紅色	濾液中有Fe3+
步驟2：在濾液中加入a（填字母）	紫紅色褪去	濾液中有Fe2+

（4）完成步驟IV需要用到的實驗裝置是ab（填字母）．

Answer 1

分析 用過量的FeCl₃溶液溶解電路板中的銅箔時，會產生大量廢液，則廢液中含FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂．
Ⅰ．在廢液中加入過量鐵粉，則會與FeCl₃反應生成FeCl₂，與CuCl₂反應生成FeCl₂和Cu，過濾，則濾液中含FeCl₂；濾渣中含Cu和過量的Fe粉；
Ⅱ．I的濾渣中含Cu和過量的Fe粉，向I的濾渣中加入過量試劑A，充分反應后，過濾，得到銅，故加入的試劑A只能將鐵反應掉，則A為鹽酸，所得的溶液中含FeCl₂；
Ⅲ．I和II中的濾液中均為FeCl₂，通入足量氯氣，反應生成FeCl₃；
Ⅳ．加熱蒸發、濃縮結晶，得到FeCl₃•6H₂O晶體．據此分析．

解答 解：用過量的FeCl₃溶液溶解電路板中的銅箔時，會產生大量廢液，則廢液中含FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂．
Ⅰ．在廢液中加入過量鐵粉，則會與FeCl₃反應生成FeCl₂，與CuCl₂反應生成FeCl₂和Cu，過濾，則濾液中含FeCl₂；濾渣中含Cu和過量的Fe粉；
Ⅱ．I的濾渣中含Cu和過量的Fe粉，向I的濾渣中加入過量試劑A，充分反應后，過濾，得到銅，故加入的試劑A只能將鐵反應掉，則A為鹽酸，所得的溶液中含FeCl₂；
Ⅲ．I和II中的濾液中均為FeCl₂，通入足量氯氣，反應生成FeCl₃；
Ⅳ．加熱蒸發、濃縮結晶，得到FeCl₃•6H₂O晶體．
（1）銅與氯化鐵反應生成氯化鐵、氯化亞鐵，化學方程式為：2FeCl₃+Cu═2 FeCl₂+CuCl₂，所以離子方程式是Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，故答案為：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（2）試劑A只能將鐵反應掉，不反應銅，且不能引入雜質離子，故A為鹽酸，故答案為：鹽酸；
（3）在濾液中加入KSCN溶液，溶液變血紅色，說明濾液中有Fe³⁺，在濾液中加入酸性KMnO₄，如果紫紅色褪去，說明溶液中存在亞鐵離子，故答案為：

實驗方法	實驗現象	結論
步驟1：在濾液中加入 c（填字母）	液變成血紅色	濾液中有Fe3+
步驟2：在濾液中加入 a（填字母）	紫紅色褪去	濾液中有Fe2+

（4）由FeCl₃溶液得FeCl₃•6H₂O晶體的方法是加熱蒸發、濃縮結晶，然后過濾，故選ab．

點評 本題考查了氯化鐵來腐蝕電路銅板的反應和所需試劑的推導，難度不大，應注意的是由溶液獲得帶結晶水的晶體的方法．