Question

（16分）采用32%~35%的FeCl₃溶液腐蚀印刷线路板上的金属铜，腐蚀废液中主要含有CuCl₂、FeCl₂和HCl等溶质。

（1）用FeCl₃溶液溶解印刷线路板上金属铜的化学方程式为        。

（2）工业上用铁粉回收腐蚀废液中的铜,方法如下：

①用铁粉回收铜的操作为：加入过量铁粉，充分搅拌，过滤、洗涤、   。

②科学家对铁置换铜的工艺有如下研究：

分别在a、b、c三种条件下回收腐蚀废液中的铜，取充分反应后的粉末各3.000 g分别放入甲、乙、丙三个烧杯中，再加入100 mL 0.5 mol·L^－1的硫酸，水浴加热（70 ℃），搅拌，进行除铁处理。分别在第10、20、30、40、50 min时，用吸管移取0.5 g左右的铜试样于试管内，测定铜粉中铁的含量（质量分数），其结果如下图所示。

你认为除铁效果最好的是        （填“a”、“b”或“c”），其原因是        。

（3）工业上可用腐蚀废液制备CuCl₂·2H₂O，从而进行对废液的利用，其工艺流程如下：

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

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

试剂A最好应选用        （填写字母代号），理由是        。

a．浓硫酸       b．Cl₂      c．NaClO      d．NaOH溶液

Answer

（1）2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2

（2）①在滤渣中加入足量稀盐酸并搅拌、过滤、洗涤、干燥

②a、使用细铁粉，还原得细铜粉，铜粉颗粒越小，与酸接触的表面积越大，内部的铁与酸反应越快，即除铁效率越高

（3）c ；NaClO能将Fe2＋氧化为Fe3＋，且反应能消耗H+，增大溶液的pH使Fe3＋­沉淀；

【解析】

试题分析：（1）FeCl3有强的氧化性，会与Cu、Fe发生氧化还原反应，用FeCl3溶液溶解印刷线路板上金属铜的化学方程式为2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2；（2）①工业上用铁粉回收腐蚀废液中的铜,方法是用铁粉回收铜的操作为：加入过量铁粉，充分搅拌，过滤、在滤渣中加入足量稀盐酸并搅拌，过滤、洗涤、干燥；②根据图示可知：除铁效果最好的是a;原因是：使用细铁粉，还原得细铜粉，铜粉颗粒越小，与酸接触的表面积越大，内部的铁与酸反应越快，即除铁效率越高；（3）由于在溶液中含有CuCl2、FeCl2, Fe(OH)2与Cu(OH)2开始形成沉淀的溶液的pH接近，不容易除去，如果将FeCl2氧化为FeCl3，Fe(OH)3沉淀完全时溶液的pH=4.1，此时还没有得到形成Cu(OH)2沉淀的pH，Cu2+留在溶液中，能够达到除杂的目的，因此加入的物质既能够调节溶液的pH，同时还有氧化性，就可以达到双重目的，故选项是C NaClO溶液。

考点：考查化学试剂的使用、混合物分离方法、化学方程式的书写、实验方案的选择的知识。