Question

采用32%～35%的FeCl₃溶液腐蝕印刷線路板上的金屬銅，腐蝕廢液中主要含有CuCl₂、FeCl₂和HCl等溶質(zhì)．
（1）用FCl₃溶液溶解印刷線路板上金屬銅的離子方程式為

 

．
（2）工業(yè)上兩種回收腐蝕廢液中銅的方法如下：
①第一種：電解腐蝕廢液回收銅．陽極（石墨）的電極反應(yīng)可表示為

 

．
②第二種：用鐵粉置換腐蝕廢液中的銅．
用鐵粉回收銅的實驗操作為：加入過量鐵粉，充分攪拌，過濾、

 

、

 

、

 

、

 

．
（3）工業(yè)上也可用腐蝕廢液制備CuCl₂?2H₂O，從而進行對廢液的利用，其工藝流程如下：

部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2
開始沉淀	2.3	7.5	4.7
完全沉淀	4.1	9.7	6.7

①試劑A最好應(yīng)選用

 

（填寫字母代號），理由是

 

．
a．濃硫酸       b．Cl₂     c．NaClO　　　 d．NaOH溶液
②測定產(chǎn)品中CuCl₂?2H₂O的質(zhì)量分數(shù)如下：取2.000g產(chǎn)品，用水溶解后，加入60.00mL 0.4000mol?L^-1的KI溶液（足量），充分反應(yīng)后加入淀粉指示劑，用0.4000mol?L^-1 Na₂S₂O₃標準溶液滴定，耗去此標準液25.00mL時，剛好到達滴定終點（已知：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．此產(chǎn)品中CuCl₂?2H₂O的質(zhì)量分數(shù)為

 

（寫出計過程）．

Answer 1

考點：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：元素及其化合物

分析：（1）銅具有還原性，鐵離子具有氧化性，二者之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（2）金屬鐵可以和氯化銅反應(yīng)置換出金屬銅，剩余的鐵可以和鹽酸反應(yīng)，但是金屬銅和鹽酸之間不反應(yīng)；
（3）獲得CuCl₂?2H₂O晶體，需要利用重結(jié)晶法把硫酸鈉除掉，蒸發(fā)濃縮后，由于同溫下硫酸鈉的溶解度小，會有大量硫酸鈉析出，故趁熱過濾掉析出的硫酸鈉；
根據(jù)反應(yīng)的過程：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，得到關(guān)系式：Cu²⁺～S₂O₃^2-，進行計算即可．

解答： 解：（1）銅具有還原性，鐵離子具有氧化性，二者之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂，故答案為：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂；
（2）①則陽極（石墨）上的電極發(fā)生氧化反應(yīng)，F(xiàn)e²⁺失去電子生成Fe³⁺，反應(yīng)式為：Fe²⁺-e^-═Fe³⁺，故答案為：Fe²⁺-e^-═Fe³⁺；
②金屬鐵可以和氯化銅反應(yīng)置換出金屬銅，但是和氯化亞鐵之間不反應(yīng)，加入足量的金屬鐵，保證銅均被置換出來，剩余的鐵可以和鹽酸反應(yīng)，但是金屬銅和鹽酸之間不反應(yīng)，再過濾可以濾出金屬銅，最后將銅干燥即可，故答案為：在濾渣中加入足量稀鹽酸并攪拌；過濾；用適量蒸餾水洗滌濾渣；將濾渣干燥即得銅；
（3）①為了將廢液中的亞鐵離子除去，加入一種試劑將亞鐵離子氧化為鐵離子，調(diào)節(jié)pH值，可以將鐵離子沉淀出來，但是銅離子不沉淀即可，故選NaClO，它具有堿性和氧化性，能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，且反應(yīng)能消耗H⁺，增大溶液的pH使Fe³⁺沉淀，故答案為：c；①NaClO能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，且反應(yīng)能消耗H⁺，增大溶液的pH使Fe³⁺沉淀；
②依據(jù)2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
得到 Na₂S₂O₃～Cu²⁺
     1          1
0.4000mol/L×0.0250L 0.01mol
則CuCl₂?2H₂O的物質(zhì)的量為：0.01mol，
試樣中CuCl₂?2H₂O的質(zhì)量百分數(shù)為

0.01mol×171g/mol

2.0g

×100%=85.50%．
故答案為：85.50%．

點評：本題以實驗的方法考查學(xué)生含鐵化合物的性質(zhì)知識，注重物質(zhì)的分離、提純和化學(xué)實驗基本操作的知識以及根據(jù)化學(xué)方程式進行計算的知識，難度中等．