Question

【題目】印刷電路板在科技領域具有不可替代的作用，它的制備方法為高分子化合物和銅箔壓合，通過FeCl3溶液“腐蝕”而成。某實驗小組在實驗室用廢棄的印刷電路板和“腐蝕液”提取銅的一種工藝流程如下：

請回答下列問題：

(1) 檢驗“腐蝕液”中含有Fe2+的方法為_________________。

(2)“分離”所用的操作名稱為____________，該操作所用的主要玻璃儀器有燒杯、_____________。

(3)用電解法在鐵上鍍銅時，陰極材料為_____________（填化學式），理論上電鍍過程中電解質溶液的濃度_______________ (填“增大”“減小”或“不變”）。

(4) Fe2+溶液有很多重要用途。

①已知：常溫下，Ksp[Fe(OH)2]=1.8×10-16。保存1.8mol·L-1的FeSO4溶液時，為確保溶液中不出現渾濁，應調節(jié)溶液的pH不超過_________________。

②Fe2+可使Ag+與Fe3+之間相互轉化。一定溫度下，0.1 mol·L-1的Fe(NO3)2溶液中，c(Fe3+)與c(Ag+)的關系如圖所示：

該溫度下，A點溶液中轉化反應的平衡常數為____________(溶液體積變化忽略不計）；若將0.6mol·L-1 Fe(NO3)2溶液、0.15 mol·L-1 Fe(NO3)3溶液、0.06 mol L-1 AgNO3溶液等體積混合后，再加入1.08 g Ag,可觀察到的現象為_________________________。

③Fe2+轉化為Fe3+后，可用于制備高鐵酸鹽。向FeCl3溶液中加入NaOH、NaClO溶液制備Na2FeO4的化學方程式為_________________________。

Answer 1

【答案】 取少量“腐蝕液”于潔凈的試管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產生特征藍色沉淀則有Fe2+ 過濾 漏斗、玻璃棒 Fe 不變 6 2. 5 Ag部分溶解，溶液黃色變淺 2FeCl3+3NaClO+l0NaOH=2Na2FeO4 +9NaCl+5H2O

【解析】（1）在含有鐵離子、亞鐵離子和銅離子的混合溶液中檢驗亞鐵離子的存在，較合理的試劑為鐵氰化鉀溶液，則蝕液”中含有Fe2+的方法為：取少量“腐蝕液”于潔凈的試管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產生特征藍色沉淀則有Fe2+。（2）根據流程圖中的3可知，分離操作為過濾，過濾所用的主要玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；（3）電鍍時，鍍件為陰極，因此在鐵上鍍銅，陰極材料是鐵。電鍍時電解質溶液的濃度理論上保持不變。（4）①c(Fe2＋)·c2(OH－)≤Ksp[Fe(OH)2]＝1.8×10－16時不會出現渾濁，則c(OH－)≤10－8mol/L，即氫離子濃度≥10－6mol/L，pH≤6。②由圖中數據可知，該溫度下，A點溶液中c(Ag＋)＝c(Fe3+)＝0.6mol/L，根據方程式Fe2+＋Ag＋Fe3+＋Ag可知c(Fe2+)＝0.04mol/L，則K＝0.06/(0.04×0.6)＝2.5；由題中所給數據可得濃度熵＝0.05/(0.2×0.02)＝12.5＞K，所以反應逆向進行，因此實驗現象是Ag部分溶解，溶液黃色變淺。③鐵元素化合價從+3價升高到+6價，失去3個電子，Cl元素化合價從+1價降低到－1價，得到2個電子，根據電子得失守恒、電荷守恒和原子守恒可知制備Na2FeO4的化學方程式為2FeCl3+3NaClO+l0NaOH＝2Na2FeO4 +9NaCl+5H2O。