Question

類比是化學(xué)學(xué)習(xí)中常用的方法之一，已知硝酸能把鐵氧化成Fe(NO₃)₃，但當(dāng)鐵過量時(shí)，產(chǎn)物是Fe(NO₃)₂。某同學(xué)受此啟發(fā)，提出一個(gè)相似的觀點(diǎn)：氯氣與鐵粉反應(yīng)，當(dāng)Cl₂足量時(shí)生成FeCl₃，當(dāng)鐵粉過量時(shí)產(chǎn)物是FeCl₂。為驗(yàn)證該觀點(diǎn)是否正確，該同學(xué)將一根細(xì)的純鐵絲分別在足量和少量的Cl₂中點(diǎn)燃，取其表面生成物并分別編號(hào)為A、B，然后通過實(shí)驗(yàn)確定其成分。探究過程如下：

(1)提出假設(shè)：A是FeCl₃，B是FeCl₂。

(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：分別取A、B的溶液均進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同。請(qǐng)?zhí)顚懴卤碇械南鄳?yīng)空格。

實(shí)驗(yàn)方法	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
分別向A、B溶液中加KSCN溶液	________	固體物質(zhì)中有FeCl3
分別向KMnO4溶液中加適量A、B溶液	KMnO4溶液顏色無(wú)明顯變化	固體物質(zhì)中不含_______

(3)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，寫出Cl₂與鐵粉加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________。

(4)為進(jìn)一步探究FeCl₃溶液的性質(zhì)，他又利用A溶液做了如下一些實(shí)驗(yàn)，其中明顯錯(cuò)誤的是____________________________________________________________________。

A.將A溶液滴入沸水中，并繼續(xù)加熱得到紅褐色液體，該液體能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象

B.向A溶液中加入少量鐵粉，鐵粉溶解，溶液顏色加深

C.在A溶液中滴加NaOH濃溶液，出現(xiàn)紅褐色沉淀

D.將A溶液加熱蒸干并灼燒，得到FeCl₃固體

(5)實(shí)際應(yīng)用：

FeCl₃溶液常作印刷電路銅板腐蝕劑，腐蝕后的廢液中含有FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂，某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了兩種從廢液中回收Cu的方案：

方案1：向廢液中加入過量的鐵粉，充分反應(yīng)后，過濾。在所得濾渣中加入足量的鹽酸，充分反應(yīng)后，再過濾即得到銅。方案1中涉及的四種陽(yáng)離子的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篲______________。

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出)_____________。

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

(2)溶液變紅色  FeCl₂

(3)2Fe+3Cl₂2FeCl₃

(4)BD 

(5)方案1：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺

方案2：陰  2Fe³⁺+2e^-2Fe²⁺；

Cu²⁺+2e^-Cu；

2H⁺+2e^-H₂↑

①有污染性氣體Cl₂產(chǎn)生；②使用了電解裝置，成本較高等

解析：Fe³⁺遇SCN^-變紅色.Fe²⁺能使KMnO₄溶液褪色；FeCl₃溶液加入鐵粉，將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，顏色變淺；FeCl₃溶液加熱蒸干最后得到的是三氧化二鐵.(5)向廢液中加入過量的鐵粉，鐵粉首先和三價(jià)鐵離子反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵離子，然后和銅離子反應(yīng)，再加入鹽酸，鹽酸和過量的鐵粉反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子，由此知四種離子的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镕e³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺，方案2中用銅作陰極，電極上的反應(yīng)為2Fe³⁺+2e^-2Fe²⁺，然后Cu²⁺+2e^-Cu，2H⁺+2e^-H₂↑，不足之處，陽(yáng)極會(huì)產(chǎn)生氯氣污染空氣，會(huì)消耗大量的電能等.