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．
（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測定產品中CuCl₂?2H₂O的質量分數如下：取2.000g產品，用水溶解后，加入60.00mL 0.4000mol?L^-1的KI溶液（足量），充分反應后加入淀粉指示劑，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-）．此產品中CuCl₂?2H₂O的質量分數為

 

（寫出計過程）．

Answer 1

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

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；
（2）金屬鐵可以和氯化銅反應置換出金屬銅，剩余的鐵可以和鹽酸反應，但是金屬銅和鹽酸之間不反應；
（3）獲得CuCl₂?2H₂O晶體，需要利用重結晶法把硫酸鈉除掉，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；
根據反應的過程：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，得到關系式：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，Fe²⁺失去電子生成Fe³⁺，反應式為：Fe²⁺-e^-═Fe³⁺，故答案為：Fe²⁺-e^-═Fe³⁺；
②金屬鐵可以和氯化銅反應置換出金屬銅，但是和氯化亞鐵之間不反應，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，但是金屬銅和鹽酸之間不反應，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⁺，且反應能消耗H⁺，增大溶液的pH使Fe³⁺沉淀；
②依據2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
得到 Na₂S₂O₃～Cu²⁺
     1          1
0.4000mol/L×0.0250L 0.01mol
則CuCl₂?2H₂O的物質的量為：0.01mol，
試樣中CuCl₂?2H₂O的質量百分數為

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生含鐵化合物的性質知識，注重物質的分離、提純和化學實驗基本操作的知識以及根據化學方程式進行計算的知識，難度中等．