Question

11．在FeCl₃溶液蝕刻銅箔制印刷電路板，其廢液中有大量CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，任意排放將導(dǎo)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(zhuǎn)化為FeCl₃溶液，作為腐蝕液原料循環(huán)使用．處理和資源回收的過程簡述如下：

請回答下列問題：
（1）請寫出FeCl₃溶液與銅反應(yīng)的離子方程式：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）試劑W是鐵粉或Fe，操作 I的名稱是過濾，該操作中用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯．
（3）操作Ⅱ之前最好加入適量稀鹽酸，某同學(xué)用10mol•L^-1 的濃鹽酸配制250mL 1mol•L^-1 的稀鹽酸
①需要量取濃鹽酸25mL．
②配制該稀鹽酸時除量筒、燒杯、玻璃棒外，還必須用到的儀器有250mL容量瓶、膠頭滴管．
（4）濾液Y和濾液Z合并后通入足量氣體V，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，請寫出實驗室制取氣體V的化學(xué)方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（5）若通入氣體V的量不足，則最后制得的FeCl₃溶液不純凈，含有雜質(zhì)離子FeCl₂或Fe²⁺（離子符號）．請設(shè)計合理的實驗檢驗該離子是否存在（簡要說明實驗步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）取少量溶液，加入幾滴KSCN溶液，溶液顯紅色，則表明溶液中有Fe³⁺（FeCl₃）；另取少量溶液，加入幾滴酸性KMnO₄溶液，若KMnO₄溶液退色，則表明溶液中有Fe²⁺（或FeCl₂），說明通入的氯氣的量不足夠，若KMnO₄溶液不退色，則說明通入的氯氣的量充足．
【供選擇的試劑：KSCN溶液、氯水、酸性KMnO₄溶液、氫氧化鈉溶液、稀硫酸】

Answer 1

分析 從廢液中回收銅，并將鐵的化合物全部轉(zhuǎn)化為FeCl₃溶液，作為腐蝕液原料循環(huán)使用，則廢液中加過量W（Fe粉），濾液為FeCl₂，濾渣為Fe和Cu，濾渣中加過量鹽酸，因Cu與鹽酸不反應(yīng)，則所得濾液為FeCl₂，將濾液氯化亞鐵中通入氯氣可反應(yīng)得到FeCl₃溶液，然后結(jié)合實驗過程及化學(xué)用語來解答，
（1）FeCl₃溶液與銅反應(yīng)生產(chǎn)氯化亞鐵和氯化銅；
（2）其廢液中有大量CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，加入過量W為鐵粉反應(yīng)生成銅、亞鐵離子，分離固體和溶液用過濾，據(jù)此選擇玻璃儀器；
（3）①用10mol•L^-1 的濃鹽酸配制250mL 1mol•L^-1 的稀鹽酸，稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，計算得到溶液體積；
②配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所需的玻璃儀器有：量筒、燒杯、玻璃棒、250mL容量瓶、膠頭滴管；
（4）濾液Y和濾液Z合并后通入足量氣體V為氯氣氧化氯化亞鐵生成氯化鐵，實驗室制取氣體V為氯氣，利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成；
（5）通入氯氣的目的是氧化Fe²⁺，如果氯氣量不足，會有少量Fe²⁺未氧化，故只要通過證明溶液里是否含有Fe²⁺來證明氯氣的量是否不足，可滴加酸性KMnO₄溶液看是否褪色來判斷；

解答 解：（1）FeCl₃溶液與銅反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）金屬鐵可以講金屬銅從其鹽中置換出來，所以加的W是鐵粉或Fe，操作 I的名稱是過濾，該操作中用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯，
故答案為：鐵粉或Fe；漏斗、玻璃棒、燒杯；
（3）①用10mol•L^-1 的濃鹽酸配制250mL 1mol•L^-1 的稀鹽酸，稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，這所需濃鹽酸的體積是V，則V•10mol•L^-1=250mL•1mol•L^-1，解得V=25mL，故答案為：25mL；
②配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所需的玻璃儀器有：量筒、燒杯、玻璃棒、250mL容量瓶、膠頭滴管，
故答案為：250mL容量瓶、膠頭滴管；
（4）濾液Y和濾液Z合并后通入足量氣體V為氯氣氧化氯化亞鐵生成氯化鐵，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，實驗室制氯氣的化學(xué)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（5）若通入的氯氣的量不足，亞鐵離子不會完全被氧化為三價鐵離子，所以最后制得的氯化鐵晶體不純凈，會含有氯化亞鐵，亞鐵離子具有還原性，可以是高錳酸鉀褪色，三價鐵離子能使硫氰酸鉀變?yōu)榧t色，可以據(jù)此來檢驗，
故答案為：FeCl₂或Fe²⁺；取少量溶液，加入幾滴KSCN溶液，溶液顯紅色，則表明溶液中有Fe³⁺（FeCl₃）；另取少量溶液，加入幾滴酸性KMnO₄溶液，若KMnO₄溶液退色，則表明溶液中有Fe²⁺（或FeCl₂），說明通入的氯氣的量不足夠，若KMnO₄溶液不退色，則說明通入的氯氣的量充足；

點評 本題以實驗的形式考查混合物的分離、提純，注意發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及元素守恒的角度來分析是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．