Question

【題目】鐵是人類比較早使用的金屬之一。完成下列問題：

Ⅰ．電子工業中用30%的FeCl3 溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中，廢液處理和資源回收的過程如圖所示。

（1）FeCl3 溶液蝕刻銅箔反應的離子方程式為：___________________________；

（2）濾液中存在較多的陽離子是____________________；

（3）以下試劑也可以替代氯氣完成轉化，最好選用的是________（填序號）。

a．酸性KMnO4溶液 b．溴水 c．H2O2 溶液

Ⅱ．某氯化鐵樣品中含有少量FeCl2雜質，現要測定其中鐵元素的質量分數，實驗步驟如下：

（4）操作Ⅰ所用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外，還必須有_________________________（填儀器名稱）。

（5）寫出②加入過量氨水的離子方程式：_____________________。

（6）樣品中鐵元素的質量分數為________________。

（7）若沉淀灼燒不充分，對最終測量結果的影響：________________（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋ Fe2＋ c 250 mL容量瓶、膠頭滴管 Fe3＋＋3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓＋3NH4＋ ×100% 偏大

【解析】

I．氯化鐵溶液蝕刻銅箔所得廢液中含有的金屬離子有Fe2＋、Fe3＋和Cu2＋，加入過量鐵粉，溶液變為氯化亞鐵溶液，過濾后的濾液通入足量氯氣便可轉化成氯化鐵溶液，再經一系列分離操作可獲得無水氯化鐵；而固體為含有鐵粉的銅，將鐵粉除去便可獲得銅單質。

II．要測定含氯化亞鐵雜質的氯化鐵樣品中鐵元素的質量分數，依據圖示方法為：取一定質量的樣品，先用足量的氯水氧化，再用過量氨水沉淀為氫氧化鐵沉淀，過濾洗滌后的沉淀經灼燒最終轉化成氧化鐵，通過氧化鐵的質量就可以計算出原樣品中鐵元素的質量分數。據此解答各小題。

I（1）氯化鐵能將銅氧化：2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋，故答案為：2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋。

（2）由于廢液中加入的鐵粉是過量的，所以原溶液中的Cu2＋和Fe3＋均被還原，溶液中的金屬陽離子只剩下Fe2＋，故答案為：Fe2＋。

（3）代替氯氣將氯化亞鐵氧化成氯化鐵的物質不應帶入雜質，所列三種物質均能將Fe2＋氧化成Fe3＋，但酸性高錳酸鉀溶液和溴水均會帶入雜質，而過氧化氫的還原產物水不是雜質，所以最好選用過氧化氫溶液，故答案為：c。

II（4）操作I是將溶液稀釋成250mL，所用到的玻璃儀器有：250mL容量瓶、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管。故答案為：250mL容量瓶、膠頭滴管。

（5）經氯水氧化后的溶液為氯化鐵溶液，加氨水發生的反應為：Fe3＋＋3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓＋3 。故答案為：Fe3＋＋3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓＋3 。

（6）bgFe2O3中鐵的物質的量為： =mol，由于只取了250mL溶液中的25mL，所以，根據鐵元素守恒，樣品中鐵元素的質量分數為： =×100%。故答案為：×100%。

（7）氫氧化鐵固體灼燒的反應為：2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O，灼燒過程中固體質量減少，如果灼燒不充分，會使所測氧化鐵的質量偏高，從而使計算出的鐵的含量偏大。故答案為：偏大。