Question

【题目】废物的处理、转化和利用是非常有意义的。某研究性学习小组设计如图所示流程，综合处理某工厂印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)和废气(H2S)，真正做到了变废为宝：处理废液、废气得到氯化铜、单质硫的同时，还实现了蚀刻液的循环利用。

根据以上信息回答下列问题：

（1）操作I、Ⅱ、Ⅲ相同，名称是__，所需要的玻璃仪器主要有：烧杯、玻璃棒、__。

（2）通常用来检验蚀刻液中金属阳离子的化学试剂是__。

（3）向废液中加入过量X时发生的主要反应的离子方程式为__。

（4）滤渣①与Y反应的化学方程式为____。

（5）H2S通入蚀刻液中发生的主要反应为___。

（6）电解池中H+在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为__。

（7）综合分析虚线框内所涉及的两个反应，可知该过程有两个显著优点：①蚀刻液得到循环利用；②__。

Answer 1

【答案】过滤 漏斗 KSCN溶液 2Fe3++Fe=3Fe2+，Cu2++Fe=Fe2++Cu Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl 或2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ 2Fe2+-2e-=2Fe3+ 硫化氢的原子利用率为100%

【解析】

根据流程图，滤液①中通入足量的氯气，能够生成蚀刻液(FeCl3)，因此滤液①为FeCl2，则废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)加入过量的X为铁粉，三价铁离子与铁反应生成二价铁离子，铜离子与铁反应生成铜和二价铁离子，经过过滤得到滤渣①为铜与铁，滤液①为氯化亚铁溶液，滤渣①中加入过量的Y得到氯化亚铁溶液，因此Y为盐酸，铁与盐酸反应生成氯化亚铁，铜与盐酸不反应，过滤得到滤渣②为铜，铜与氯气反应生成氯化铜，滤液①通入足量氯气生成氯化铁，氯化铁与硫化氢反应生成硫单质和氯化亚铁，过滤得到单质硫和滤液②为氯化亚铁，电解可以生成氯化铁。据此分析解答。

(1)由流程图可知，操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是分离固体与液体的操作，应为过滤操作，用到的玻璃仪器主要有：烧杯、玻璃棒、漏斗，缺少的仪器为：漏斗，故答案为：过滤；漏斗；

(2)滤渣②与氯气反应得到氯化铜，则滤渣②为铜，氯化铁与铜反应生成氯化铁和氯化铜，所以刻蚀液主要为三氯化铁，检验三价铁离子，可以用KSCN溶液，如果加入KSCN溶液出现血红色，证明含有三价铁离子，故答案为：KSCN溶液；

(3)根据上述分析，X为铁，铁能够与溶液中三价铁离子，铜离子发生反应，离子方程式依次是：2Fe3++Fe=3Fe2+，Cu2++Fe=Fe2++Cu，故答案为：2Fe3++Fe=3Fe2+，Cu2++Fe=Fe2++Cu；

(4)滤渣①为铜和过量的铁，除去铁，应加入过量的盐酸，所以Y为盐酸，铜与盐酸不反应，铁与盐酸反应生成氯化亚铁，反应的化学方程式：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，故答案为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；

(5)刻蚀液为氯化铁，通入硫化氢发生氧化还原反应，反应的化学方程式为：，离子方程式为2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl，故答案为：2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl 或2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+；

(6)氯化铁与硫化氢反应生成硫单质和氯化亚铁、氯化氢，过滤得到滤渣为硫单质，滤液为氯化亚铁和盐酸，电解二者的混合物，阳极上Fe2+失去电子发生氧化反应生成Fe3+，电极反应式为：2Fe2+-2e-=2Fe3+，故答案为：2Fe2+-2e-=2Fe3+；

(7)依据氯化铁与硫化氢反应可知硫化氢在反应中原子利用率为100%，故答案为：硫化氢的原子利用率为100%。