Question

14．制印刷电路板的废液中含有大量的CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，可从该废液中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl₃溶液，实现循环使用．取废液按如图流程在实验室进行模拟实验：
已知：铁氰化钾溶液与Fe²⁺反应生成带有特征蓝色的沉淀．
（1）操作1的名称是过滤．上述方法获得的铜粉中含有杂质，除杂所需的试剂是HCl或H₂SO₄或CuCl₂或CuSO₄．
（2）Cl₂可用固体KClO₃与浓HCl常温下反应制备，反应的化学方程式为KClO₃+6HCl（浓）=3Cl₂↑+KCl+3H₂O．
（3）图1是模拟实验制备Cl₂并通入FeCl₂溶液中获得FeCl₃溶液过程的部分装置．

从图2中挑选所需的仪器，完成上述模拟实验装置设计，并画出简图（添加必要的塞子、玻璃导管、橡胶管．固定装置可略去），标明容器中所装试剂．写出Cl₂通入FeCl₂溶液中发生反应的离子方程式Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺．
（4）实验中，确认FeCl₂已全部转化为FeCl₃溶液的方法是向待测液滴2滴铁氰化钾溶液，若变蓝，说明还有Fe²⁺，若不变蓝，说明没有Fe²⁺．

Answer 1

分析 印刷电路板的废液中含有大量的CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，加入过量铁粉，三价铁离子先转化成二价铁离子，铜离子被还原成铜单质，充分反应后，过滤得到铜和滤液，滤液中主要成分是氯化亚铁，通入强氧化剂氯气将其氧化成氯化铁，据此分析．
（1）铜不溶于水溶液，采用过滤操作可分离FeCl₂溶液和铜，获得的铜粉中含有杂质Fe，可利用酸溶或铜盐溶液置换；
（2）KClO₃与浓HCl常温下反应生成氯气、氯化钾、水，以此写出反应物、产物并配平；
（3）氯气通入氯化亚铁溶液反应，剩余的氯气不能排放空气中需要尾气吸收装置；氯气具有强氧化性，氯化亚铁溶液通入氯气得到三氯化铁溶液，因此改写为离子方程式；
（4）Fe²⁺能使铁氰化钾溶液变蓝．

解答 解：印刷电路板的废液中含有大量的CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，加入过量铁粉，三价铁离子先转化成二价铁离子，铜离子被还原成铜单质，充分反应后，过滤得到铜和滤液，滤液中主要成分是氯化亚铁，通入强氧化剂氯气将其氧化成氯化铁．
（1）铜不溶于水溶液，采用过滤操作可分离FeCl₂溶液和铜，获得的铜粉中含有杂质Fe，可利用酸溶或铜盐溶液置换，因此除杂所需的试剂是 HCl或H₂SO₄或CuCl₂或CuSO₄，
故答案为：过滤；HCl或H₂SO₄或CuCl₂或CuSO₄；
（2）KClO₃与浓HCl常温下反应生成氯气、氯化钾、水，化学方程式KClO₃+6HCl（浓）=3Cl₂↑+KCl+3H₂O，
故答案为：KClO₃+6HCl（浓）=3Cl₂↑+KCl+3H₂O；
（3）制备Cl₂并通入FeCl₂溶液中获得FeCl₃溶液的部分装置需要把氯气通入氯化亚铁溶液中发生反应生成氯化铁，氯气有毒需要尾气吸收，据此设计选择装置为：；
氯气具有强氧化性，氯化亚铁溶液通入氯气得到三氯化铁溶液，其反应的化学方程式为：2FeCl₂+C1₂=2FeCl₃，离子方程式为Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，
故答案为：；Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；
（4）Fe²⁺能使铁氰化钾溶液变蓝，向待测液滴2滴铁氰化钾溶液，若变蓝，说明还有Fe²⁺，若不变蓝，说明没有Fe²⁺．
故答案为：向待测液滴2滴铁氰化钾溶液，若变蓝，说明还有Fe²⁺，若不变蓝，说明没有Fe²⁺．

点评 本题考查了物质制备的实验方案设计和实验过程分析，物质性质的熟练掌握是解题关键，注意离子的检验方法，题目难度中等．