Question

【題目】廢物的處理、轉(zhuǎn)化和利用是非常有意義的。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖所示流程，綜合處理某工廠印刷電路的廢液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)和廢氣(H2S)，真正做到了變廢為寶：處理廢液、廢氣得到氯化銅、單質(zhì)硫的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了蝕刻液的循環(huán)利用。

根據(jù)以上信息回答下列問題：

（1）操作I、Ⅱ、Ⅲ相同，名稱是__，所需要的玻璃儀器主要有：燒杯、玻璃棒、__。

（2）通常用來檢驗(yàn)蝕刻液中金屬陽離子的化學(xué)試劑是__。

（3）向廢液中加入過量X時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為__。

（4）濾渣①與Y反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

（5）H2S通入蝕刻液中發(fā)生的主要反應(yīng)為___。

（6）電解池中H+在陰極放電產(chǎn)生H2，陽極的電極反應(yīng)式為__。

（7）綜合分析虛線框內(nèi)所涉及的兩個(gè)反應(yīng)，可知該過程有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：①蝕刻液得到循環(huán)利用；②__。

Answer 1

【答案】過濾 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+ 硫化氫的原子利用率為100%

【解析】

根據(jù)流程圖，濾液①中通入足量的氯氣，能夠生成蝕刻液(FeCl3)，因此濾液①為FeCl2，則廢液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)加入過量的X為鐵粉，三價(jià)鐵離子與鐵反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子，銅離子與鐵反應(yīng)生成銅和二價(jià)鐵離子，經(jīng)過過濾得到濾渣①為銅與鐵，濾液①為氯化亞鐵溶液，濾渣①中加入過量的Y得到氯化亞鐵溶液，因此Y為鹽酸，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，銅與鹽酸不反應(yīng)，過濾得到濾渣②為銅，銅與氯氣反應(yīng)生成氯化銅，濾液①通入足量氯氣生成氯化鐵，氯化鐵與硫化氫反應(yīng)生成硫單質(zhì)和氯化亞鐵，過濾得到單質(zhì)硫和濾液②為氯化亞鐵，電解可以生成氯化鐵。據(jù)此分析解答。

(1)由流程圖可知，操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是分離固體與液體的操作，應(yīng)為過濾操作，用到的玻璃儀器主要有：燒杯、玻璃棒、漏斗，缺少的儀器為：漏斗，故答案為：過濾；漏斗；

(2)濾渣②與氯氣反應(yīng)得到氯化銅，則濾渣②為銅，氯化鐵與銅反應(yīng)生成氯化鐵和氯化銅，所以刻蝕液主要為三氯化鐵，檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子，可以用KSCN溶液，如果加入KSCN溶液出現(xiàn)血紅色，證明含有三價(jià)鐵離子，故答案為：KSCN溶液；

(3)根據(jù)上述分析，X為鐵，鐵能夠與溶液中三價(jià)鐵離子，銅離子發(fā)生反應(yīng)，離子方程式依次是：2Fe3++Fe=3Fe2+，Cu2++Fe=Fe2++Cu，故答案為：2Fe3++Fe=3Fe2+，Cu2++Fe=Fe2++Cu；

(4)濾渣①為銅和過量的鐵，除去鐵，應(yīng)加入過量的鹽酸，所以Y為鹽酸，銅與鹽酸不反應(yīng)，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，故答案為：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；

(5)刻蝕液為氯化鐵，通入硫化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，離子方程式為2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl，故答案為：2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl 或2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+；

(6)氯化鐵與硫化氫反應(yīng)生成硫單質(zhì)和氯化亞鐵、氯化氫，過濾得到濾渣為硫單質(zhì)，濾液為氯化亞鐵和鹽酸，電解二者的混合物，陽極上Fe2+失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe3+，電極反應(yīng)式為：2Fe2+-2e-=2Fe3+，故答案為：2Fe2+-2e-=2Fe3+；

(7)依據(jù)氯化鐵與硫化氫反應(yīng)可知硫化氫在反應(yīng)中原子利用率為100%，故答案為：硫化氫的原子利用率為100%。