Question

8．电子工业常用30%的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板．某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得氯化铁溶液，准备采用如图步骤：

（1）请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：
③Fe和Cu ④HCl⑤HCl和FeCl₂ ⑥Cl₂
（2）合并溶液通入⑥的离子反应方程式2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（3）若向②中加入氢氧化钠溶液，其实验现象为先生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色．
（4）若向废液中加入任意质量的①物质，下面对充分反应后的溶液分析合理的是D
A．若无固体等剩余，则溶液中一定有Fe³⁺
B．若有固体存在，则溶液中一定没有Cu²⁺
C．若溶液中有Cu²⁺，则一定没有固体析出
D．若溶液中有Fe³⁺，则一定还有Cu²⁺．

Answer 1

分析 Cu和FeCl₃发生反应Cu+2FeCl₃=2FeCl₂+2CuCl₂，所以废液中含有Cu²⁺、Fe²⁺，可能含有Fe³⁺，向废液中加入Fe粉，发生反应Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，然后过滤，滤渣中含有Fe、Cu，滤液中含有FeCl₂，向滤渣中加入过量稀盐酸，发生反应Fe+2HCl=FeCl₂+H₂，然后过滤，得到的滤渣是Cu，滤液中含有HCl、FeCl₂，将滤液②⑤混合，然后通入Cl₂，发生反应2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，所以得到氯化铁溶液，
（1）根据推断确定各物质化学式；
（2）合并溶液通入⑥的离子反应为亚铁离子和氯气的氧化还原反应；
（3）若向②中加入氢氧化钠溶液，先生成白色氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁不稳定，易被氧化生成氢氧化铁；
（4）若向废液中加入任意质量的①物质，Fe先和Fe³⁺反应后和Cu²⁺反应，Cu能和铁离子反应，根据离子反应先后顺序确定溶液中成分．

解答 解：Cu和FeCl₃发生反应Cu+2FeCl₃=2FeCl₂+2CuCl₂，所以废液中含有Cu²⁺、Fe²⁺，可能含有Fe³⁺，向废液中加入Fe粉，发生反应Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，然后过滤，滤渣中含有Fe、Cu，滤液中含有FeCl₂，向滤渣中加入过量稀盐酸，发生反应Fe+2HCl=FeCl₂+H₂，然后过滤，得到的滤渣是Cu，滤液中含有HCl、FeCl₂，将滤液②⑤混合，然后通入Cl₂，发生反应2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，所以得到氯化铁溶液，
（1）通过以上分析知，③④⑤⑥分别是Fe和Cu、HCl、HCl和FeCl₂、Cl₂，
故答案为：Fe和Cu；HCl；HCl和FeCl₂；Cl₂；
（2）合并溶液通入⑥的离子反应为亚铁离子和氯气的氧化还原反应，离子方程式为2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）若向②中加入氢氧化钠溶液，先生成白色氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁不稳定，易被氧化生成氢氧化铁，看到的现象是：先生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，
故答案为：先生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；
（4）若向废液中加入任意质量的①物质，Fe先和Fe³⁺反应后和Cu²⁺反应，Cu能和铁离子反应，
A．若无固体等剩余，铁离子还没有完全反应，则溶液中可能有Fe³⁺，故错误；
B．若有固体存在，如果固体完全是Cu，则溶液中可能有Cu²⁺，故错误；
C．若溶液中有Cu²⁺，铁完全反应，则会析出Cu，故错误；
D．若溶液中有Fe³⁺，则Fe、Cu完全反应，所以一定还有Cu²⁺，故正确；
故选D．

点评 本题考查物质分离和提纯，为高频考点，明确物质性质、物质反应先后顺序是解本题关键，注意Fe、Cu混合物和含有Fe³⁺、Cu²⁺混合溶液反应先后顺序，题目难度不大．