Question

8．電子工業常用30%的FeCl₃溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔，制造印刷電路板．某工程師為了從使用過的腐蝕廢液中回收銅，并重新獲得氯化鐵溶液，準備采用如圖步驟：

（1）請寫出上述實驗中加入或生成的有關物質的化學式：
③Fe和Cu ④HCl⑤HCl和FeCl₂ ⑥Cl₂
（2）合并溶液通入⑥的離子反應方程式2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（3）若向②中加入氫氧化鈉溶液，其實驗現象為先生成白色沉淀，迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色．
（4）若向廢液中加入任意質量的①物質，下面對充分反應后的溶液分析合理的是D
A．若無固體等剩余，則溶液中一定有Fe³⁺
B．若有固體存在，則溶液中一定沒有Cu²⁺
C．若溶液中有Cu²⁺，則一定沒有固體析出
D．若溶液中有Fe³⁺，則一定還有Cu²⁺．

Answer 1

分析 Cu和FeCl₃發生反應Cu+2FeCl₃=2FeCl₂+2CuCl₂，所以廢液中含有Cu²⁺、Fe²⁺，可能含有Fe³⁺，向廢液中加入Fe粉，發生反應Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，然后過濾，濾渣中含有Fe、Cu，濾液中含有FeCl₂，向濾渣中加入過量稀鹽酸，發生反應Fe+2HCl=FeCl₂+H₂，然后過濾，得到的濾渣是Cu，濾液中含有HCl、FeCl₂，將濾液②⑤混合，然后通入Cl₂，發生反應2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，所以得到氯化鐵溶液，
（1）根據推斷確定各物質化學式；
（2）合并溶液通入⑥的離子反應為亞鐵離子和氯氣的氧化還原反應；
（3）若向②中加入氫氧化鈉溶液，先生成白色氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵不穩定，易被氧化生成氫氧化鐵；
（4）若向廢液中加入任意質量的①物質，Fe先和Fe³⁺反應后和Cu²⁺反應，Cu能和鐵離子反應，根據離子反應先后順序確定溶液中成分．

解答 解：Cu和FeCl₃發生反應Cu+2FeCl₃=2FeCl₂+2CuCl₂，所以廢液中含有Cu²⁺、Fe²⁺，可能含有Fe³⁺，向廢液中加入Fe粉，發生反應Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，然后過濾，濾渣中含有Fe、Cu，濾液中含有FeCl₂，向濾渣中加入過量稀鹽酸，發生反應Fe+2HCl=FeCl₂+H₂，然后過濾，得到的濾渣是Cu，濾液中含有HCl、FeCl₂，將濾液②⑤混合，然后通入Cl₂，發生反應2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，所以得到氯化鐵溶液，
（1）通過以上分析知，③④⑤⑥分別是Fe和Cu、HCl、HCl和FeCl₂、Cl₂，
故答案為：Fe和Cu；HCl；HCl和FeCl₂；Cl₂；
（2）合并溶液通入⑥的離子反應為亞鐵離子和氯氣的氧化還原反應，離子方程式為2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）若向②中加入氫氧化鈉溶液，先生成白色氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵不穩定，易被氧化生成氫氧化鐵，看到的現象是：先生成白色沉淀，迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色，
故答案為：先生成白色沉淀，迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色；
（4）若向廢液中加入任意質量的①物質，Fe先和Fe³⁺反應后和Cu²⁺反應，Cu能和鐵離子反應，
A．若無固體等剩余，鐵離子還沒有完全反應，則溶液中可能有Fe³⁺，故錯誤；
B．若有固體存在，如果固體完全是Cu，則溶液中可能有Cu²⁺，故錯誤；
C．若溶液中有Cu²⁺，鐵完全反應，則會析出Cu，故錯誤；
D．若溶液中有Fe³⁺，則Fe、Cu完全反應，所以一定還有Cu²⁺，故正確；
故選D．

點評 本題考查物質分離和提純，為高頻考點，明確物質性質、物質反應先后順序是解本題關鍵，注意Fe、Cu混合物和含有Fe³⁺、Cu²⁺混合溶液反應先后順序，題目難度不大．