Question

制印刷電路板的廢液中含有大量的CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，可從該廢液中回收銅，并將鐵的化合物全部轉化為FeCl₃溶液，實現循環使用．取廢液按如下流程在實驗室進行模擬實驗：
回答下列問題：
（1）操作1的名稱是

 

．上述方法獲得的銅粉中含有雜質，除雜所需的試劑是

 

．
（2）Cl₂可用固體KClO₃與濃HCl常溫下反應制備，反應的化學方程式為

 

．
（3）圖1是模擬實驗制備Cl₂并通入FeCl₂溶液中獲得FeCl₃溶液過程的部分裝置．
    
從圖2中挑選所需的儀器，完成上述模擬實驗裝置設計，并畫出簡圖（添加必要的塞子、玻璃導管、膠皮管．固定裝置可略去），標明容器中所裝試劑．寫出Cl₂通入FeCl₂溶液中發生反應的離子方程式

 

．
（4）實驗中，必需控制氯氣的速率，以便被FeCl₂溶液完全吸收．控制生成氯氣速率的操作是

 

．確認FeCl₂已全部轉化為FeCl₃溶液的方法是

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉變,實驗裝置綜合

專題：實驗設計題,元素及其化合物

分析：（1）銅不溶于水溶液，采用過濾操作可分離FeCl₂溶液和銅，獲得的銅粉中含有雜質Fe，可利用酸溶或銅鹽溶液置換；
（2）KClO₃與濃HCl常溫下反應生成氯氣、氯化鉀、水，以此寫出反應物、產物并配平；
（3）氯氣通入氯化亞鐵溶液反應，剩余的氯氣不能排放空氣中需要尾氣吸收裝置；氯氣具有強氧化性，氯化亞鐵溶液通入氯氣得到三氯化鐵溶液，因此改寫為離子方程式；
（4）控制反應速率需要控制反應物的量控制反應速率；Fe²⁺能使鐵氰化鉀溶液變藍．

解答： 解：（1）銅不溶于水溶液，采用過濾操作可分離FeCl₂溶液和銅，獲得的銅粉中含有雜質Fe，可利用酸溶或銅鹽溶液置換，因此除雜所需的試劑是 HCl或H₂SO₄或CuCl₂或CuSO₄，
故答案為：過濾；HCl或H₂SO₄或CuCl₂或CuSO₄；
（2）KClO₃與濃HCl常溫下反應生成氯氣、氯化鉀、水，化學方程式KClO₃+6HCl（濃）=3Cl₂↑+KCl+3H₂O，
故答案為：KClO₃+6HCl（濃）=3Cl₂↑+KCl+3H₂O；
（3）制備Cl₂并通入FeCl₂溶液中獲得FeCl₃溶液的部分裝置需要把氯氣通入氯化亞鐵溶液中發生反應生成氯化鐵，氯氣有毒需要尾氣吸收，據此設計選擇裝置為：；
氯氣具有強氧化性，氯化亞鐵溶液通入氯氣得到三氯化鐵溶液，其反應的化學方程式為：2FeCl₂+C1₂=2FeCl₃，離子方程式為Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，
故答案為：；Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；
（4）控制生成氯氣速率的操作是緩慢旋轉分液漏斗的活塞，調節濃鹽酸滴下的速度；Fe²⁺能使鐵氰化鉀溶液變藍，向待測液滴2滴鐵氰化鉀溶液，若變藍，說明還有Fe²⁺，若不變藍，說明沒有Fe²⁺．
故答案為：緩慢旋轉分液漏斗的活塞，調節濃鹽酸滴下的速度；向待測液滴2滴鐵氰化鉀溶液，若變藍，說明還有Fe²⁺，若不變藍，說明沒有Fe²⁺．

點評：本題考查了物質制備的實驗方案設計和實驗過程分析，物質性質的熟練掌握是解題關鍵，注意離子的檢驗方法，題目難度中等．