Question

【题目】印刷电路板在科技领域具有不可替代的作用，它的制备方法为高分子化合物和铜箔压合，通过FeCl3溶液“腐蚀”而成。某实验小组在实验室用废弃的印刷电路板和“腐蚀液”提取铜的一种工艺流程如下：

请回答下列问题：

(1) 检验“腐蚀液”中含有Fe2+的方法为_________________。

(2)“分离”所用的操作名称为____________，该操作所用的主要玻璃仪器有烧杯、_____________。

(3)用电解法在铁上镀铜时，阴极材料为_____________（填化学式），理论上电镀过程中电解质溶液的浓度_______________ (填“增大”“减小”或“不变”）。

(4) Fe2+溶液有很多重要用途。

①已知：常温下，Ksp[Fe(OH)2]=1.8×10-16。保存1.8mol·L-1的FeSO4溶液时，为确保溶液中不出现浑浊，应调节溶液的pH不超过_________________。

②Fe2+可使Ag+与Fe3+之间相互转化。一定温度下，0.1 mol·L-1的Fe(NO3)2溶液中，c(Fe3+)与c(Ag+)的关系如图所示：

该温度下，A点溶液中转化反应的平衡常数为____________(溶液体积变化忽略不计）；若将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溶液等体积混合后，再加入1.08 g Ag,可观察到的现象为_________________________。

③Fe2+转化为Fe3+后，可用于制备高铁酸盐。向FeCl3溶液中加入NaOH、NaClO溶液制备Na2FeO4的化学方程式为_________________________。

Answer 1

【答案】 取少量“腐蚀液”于洁净的试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生特征蓝色沉淀则有Fe2+ 过滤 漏斗、玻璃棒 Fe 不变 6 2. 5 Ag部分溶解，溶液黄色变浅 2FeCl3+3NaClO+l0NaOH=2Na2FeO4 +9NaCl+5H2O

【解析】（1）在含有铁离子、亚铁离子和铜离子的混合溶液中检验亚铁离子的存在，较合理的试剂为铁氰化钾溶液，则蚀液”中含有Fe2+的方法为：取少量“腐蚀液”于洁净的试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生特征蓝色沉淀则有Fe2+。（2）根据流程图中的3可知，分离操作为过滤，过滤所用的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；（3）电镀时，镀件为阴极，因此在铁上镀铜，阴极材料是铁。电镀时电解质溶液的浓度理论上保持不变。（4）①c(Fe2＋)·c2(OH－)≤Ksp[Fe(OH)2]＝1.8×10－16时不会出现浑浊，则c(OH－)≤10－8mol/L，即氢离子浓度≥10－6mol/L，pH≤6。②由图中数据可知，该温度下，A点溶液中c(Ag＋)＝c(Fe3+)＝0.6mol/L，根据方程式Fe2+＋Ag＋Fe3+＋Ag可知c(Fe2+)＝0.04mol/L，则K＝0.06/(0.04×0.6)＝2.5；由题中所给数据可得浓度熵＝0.05/(0.2×0.02)＝12.5＞K，所以反应逆向进行，因此实验现象是Ag部分溶解，溶液黄色变浅。③铁元素化合价从+3价升高到+6价，失去3个电子，Cl元素化合价从+1价降低到－1价，得到2个电子，根据电子得失守恒、电荷守恒和原子守恒可知制备Na2FeO4的化学方程式为2FeCl3+3NaClO+l0NaOH＝2Na2FeO4 +9NaCl+5H2O。