Question

5．印刷電路的廢腐蝕液含有大量CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，任意排放將導(dǎo)致環(huán)境污染及資源的浪費(fèi)．可從該廢液中回收銅，并將鐵的化合物全部轉(zhuǎn)化為FeCl₃溶液，作為腐蝕液原料循環(huán)使用．測(cè)得某廢腐蝕液中含CuCl₂ 1.5mol/L，F(xiàn)eCl₂  3.0mol/L，F(xiàn)eCl₃  1.0mol/L，HCl  3.0mol/L．取廢腐蝕液200mL按如下流程在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

回答下列問(wèn)題：
（1）上述方法獲得的銅粉中含有雜質(zhì)，除雜所需試劑是HCl（填化學(xué)式）．
（2）實(shí)驗(yàn)室可用固體KClO₃與濃HCl反應(yīng)制備Cl₂，此反應(yīng)中Cl₂既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物．反應(yīng)的化學(xué)方程式為KClO₃+6HCl（濃）=3Cl₂↑+KCl+3H₂O．
（3）如圖是實(shí)驗(yàn)室制備Cl₂并通入FeCl₂溶液中獲得FeCl₃溶液的部分裝置．

實(shí)驗(yàn)中，必需控制氯氣的速度，使導(dǎo)管口逸出的氣泡每秒1～2個(gè)，以便被FeCl₂溶液完全吸收．控制生成氯氣速度的操作是：緩慢旋動(dòng)分液漏斗的活塞，調(diào)節(jié)液體滴下的速度．
（4）按上述流程操作，需稱取Fe粉的質(zhì)量應(yīng)不少于39.2g（精確到0.1g），需通入Cl₂的物質(zhì)的量不少于0.75mol．

Answer 1

分析 腐蝕廢液中加入過(guò)量的鐵粉，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，攪拌過(guò)濾得到固體銅和過(guò)量的鐵粉，濾液為氯化亞鐵溶液，向?yàn)V渣中加入足量鹽酸或稀硫酸溶解鐵粉過(guò)濾得到純凈的銅，向氯化亞鐵溶液中通入氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，
（1）銅與鹽酸不反應(yīng)，鐵粉與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵；
（2）固體KClO₃與濃HCl反應(yīng)生成氯氣和氯化鉀、水；
（3）要控制反應(yīng)生成氯氣的速率可以通過(guò)調(diào)節(jié)液漏斗的活塞，控制濃鹽酸的加入量；
（4）根據(jù)鐵與CuCl₂、FeCl₃、HCl反應(yīng)求出參加反應(yīng)的鐵粉的質(zhì)量；根據(jù)Cl₂與FeCl₂反應(yīng)生成FeCl₃計(jì)算出Cl₂的物質(zhì)的量；

解答 解：（1）銅與鹽酸不反應(yīng)，鐵粉與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，所以加入鹽酸可以除去銅中的鐵粉，
故答案為：HCl；
（2）固體KClO₃與濃HCl反應(yīng)生成氯氣和氯化鉀、水，化學(xué)方程式：KClO₃+6HCl（濃）=3Cl₂↑+KCl+3H₂O，
故答案為：KClO₃+6HCl（濃）=3Cl₂↑+KCl+3 H₂O；
（3）緩慢旋動(dòng)分液漏斗的活塞，調(diào)節(jié)液體滴下的速度，可以控制生成氯氣速度，
故答案為：緩慢旋動(dòng)分液漏斗的活塞，調(diào)節(jié)液體滴下的速度；
  （4）加入鐵粉后，分別于氯化銅、氯化鐵、鹽酸反應(yīng)，
 Fe+CuCl₂ =FeCl₂ +Cu
0.3mol       1.5mol•L^-1×0.2L   0.3mol 
Fe+2FeCl₃ =3FeCl₂
0.1mol       1.0mol•L^-1×0.2L    0.3mol 
Fe+2HCl=FeCl₂ +H₂↑
0.3mol     3.0mol•L^-1×0.2L  0.3mol
 共消耗Fe粉的物質(zhì)的量為0.3mol+0.1mol+0.3mol=0.7mol，質(zhì)量為0.7mol×56g/mol=39.2g，
      Cl₂ +2FeCl₂ =2FeCl₃
    0.75mol   1.5mol
所以共消耗氯氣的物質(zhì)的量為0.75mol；
故答案為：39.2；0.75．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鐵及其化合物的性質(zhì)、氯氣的制備、有關(guān)方程式的計(jì)算，題目難度不大，熟悉物質(zhì)的性質(zhì)和反應(yīng)原理是解題關(guān)鍵．