Question

為了從含有 FeCl₃、FeC1₂、CuC1₂ 的廢液中回收Cu，某研究性學(xué)習(xí)小組的同們?cè)O(shè)計(jì)了兩種方案：
方案1：向廢液中加入過(guò)量的鐵粉，充分反應(yīng)后，過(guò)濾．  在所得濾渣中加入足量的鹽酸，
充分反后，再過(guò)濾即得到銅．方案1中涉及的四種陽(yáng)離子的氧化牲由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?div id="kt93dqa" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

過(guò)濾操作時(shí)，需要用到的玻璃儀器是：

 

方案2：在廢液中加入適量的鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH=1，用銅和石墨作電極進(jìn)行電解．當(dāng)觀察到陰極上有少量氣泡產(chǎn)生時(shí)，即停止電解，這時(shí)要回收的Cu已全部析出．
方案2中銅作

 

極，所發(fā)生的電極反應(yīng)為（若有多個(gè)電極反應(yīng)，請(qǐng)按照反應(yīng)發(fā)生的
先后順序全部寫(xiě)出）

 

另一電極所發(fā)生的電極反應(yīng)為

 

方案2在電極上直接回收銅，操作上比方案1簡(jiǎn)便，但方案2也有不足之處，
主要表現(xiàn)為：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離、提純的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：方案1：三價(jià)鐵和金屬銅之間反應(yīng)生成亞鐵離子和銅離子，在氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性，結(jié)合金屬活動(dòng)性順序判斷四種陽(yáng)離子的氧化牲由強(qiáng)到弱的順序；根據(jù)過(guò)濾操作的步驟選用儀器；
方案2：根據(jù)電解池的工作原理判斷電極反應(yīng)，寫(xiě)出電極反應(yīng)式；根據(jù)方案2中生成了有毒的氯氣及成本較高等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)．

解答： 解：方案1：三價(jià)鐵和金屬銅之間反應(yīng)生成亞鐵離子和銅離子，在氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性，該反應(yīng)能證明三價(jià)鐵的氧化性強(qiáng)于銅離子，根據(jù)金屬活動(dòng)順序表得出：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺；
過(guò)濾時(shí)需要制作過(guò)濾器的漏斗、固定儀器的鐵架臺(tái)、引流用的玻璃棒、承接濾液的燒杯，所以使用的玻璃儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒，
故答案為：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺；漏斗、燒杯、玻璃棒；
方案2：電解時(shí)，陽(yáng)極是活潑電極時(shí)，則金屬電極會(huì)溶解，陰極上有少量氣泡產(chǎn)生時(shí)，說(shuō)明金屬銅做陰極，按照氧化性順序Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺，可以得出放電的離子以及電極反應(yīng)為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑；另一極氯離子放電生成氯氣，電解反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
方案2在電極上直接回收銅，操作上比方案1簡(jiǎn)便，但方案2也有不足之處：在陽(yáng)極上放電的是氯離子，產(chǎn)生氯氣，有毒；使用了電解裝置，成本較，
故答案為：陰；Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑；2Cl^--2e^-=Cl₂；產(chǎn)生污染性的氣體氯氣；使用了電解裝置，成本較高．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)的分離與提純實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，題目難度中等，注意掌握常見(jiàn)物質(zhì)的分離與提純操作方法，明確實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)的方法，試題有利于提高學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/div>