一化学研究性学习小组对某工厂生产印刷电路板后所得废液进行探究（生产原理：2Fe3+ + Cu 2Fe2+ + Cu2+）.一化学研究性学习小组对某工厂生产印刷电路板后所得废液进行探究（生产原理：2Fe3+ +

一化学研究性学习小组对某工厂生产印刷电路板后所得废液进行探究（生产原理：2Fe3+ + Cu 2Fe2+ + Cu2+）.一化学研究性学习小组对某工厂生产印刷电路板后所得废液进行探究（生产原理：2Fe3+ +
一化学研究性学习小组对某工厂生产印刷电路板后所得废液进行探究（生产原理：2Fe3+ + Cu 2Fe2+ + Cu2+）.
一化学研究性学习小组对某工厂生产印刷电路板后所得废液进行探究（生产原理：2Fe3+ + Cu 2Fe2+ + Cu2+）.请按要求完成下列探究报告.
\x05［探究目的］
\x05从废液中回收铜,并重新得到FeCl3溶液.
\x05［资料获悉］
\x05①3Fe2+ + NO3- + 4H+ 3Fe3+ + NO↑ ＋ 2H2O
\x05②有关金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH：
\x05Fe3+：2.3.7 Cu2+：5.6.4 Fe2+：7.9.6
\x05［探究思路］
\x05（1）先确定废液的组成及各金属离子的浓度；
\x05（2）选择合适试剂回收铜,并重新得到FeC13溶液.
\x05［实验探究］
取几滴废液于试管中加水稀释后,滴加KSCN溶液出现血红色,可知废液中除含有Fe2+、Cu2+外,还含有Fe3+.
甲同学取10 mL废液,向其中加人足量的AgNO3溶液,得到的沉淀经过滤、洗涤、干燥,称重8.61g.乙同学另取10 mL废液,加人某试剂将pH调至4.0,使其中Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,而Fe2+、Cu2+仍留在废液中,沉淀经过滤、洗涤、灼烧,冷却后称重得0.32 g.
\x05通过计算可知废液中.c(Fe3+)=_____________mol/L,c(Fe2+)=____________mol/L,c(Cu2+)=__________________mol/L.
\x05［交流讨论］
\x05如何回收1L废液中含有的铜,并重新得到FeC13溶液?
丙同学认为应该先向废液中加入wg铁粉［w＝c(Cu2+)×1 L × 56 g/mol］,使之充分反应置换出铜,过滤,得金属铜.再向滤液中加人适量的稀硝酸,将Fe2+全部氧化为Fe3+,并进行尾气处理,即可达实验目的.有些同学认为丙同学的方案不可行,请你评价丙同学的方案有哪些不妥之处?（不一定填满）
\x05（1）_______________ （2）____________ （3）____________
该小组同学根据讨论得到的合理方案进行操作,最终达到了预期目的.（方案内容略）
\x05［拓展延伸］
请画出1L废液中加人铁粉的物质的量与废液中铜离子的物质的量的关系曲线,并利用图像计算,当铜离子的物质的量减少一半时,加人铁粉的质量是_______g.

一化学研究性学习小组对某工厂生产印刷电路板后所得废液进行探究（生产原理：2Fe3+ + Cu 2Fe2+ + Cu2+）.一化学研究性学习小组对某工厂生产印刷电路板后所得废液进行探究（生产原理：2Fe3+ +
【解析】本题以化学研究性学习小组的一次探究活动为背景,引导学生通过搜集资料、实验、分析、思考、评价、交流、计算等环节,体验知识的获得过程,通过解决从废液中回收铜,并重新得到FeCl3溶液这个问题,实现自身的主动建构与发展.此题渗透了“以实验为基础”、“定性与定量相结合”等化学学科的基本思想,强化了实验的“简约性”原则,涵盖了多种探究要素和自主、合作、探究等新课程的多种学习方式,有利于引导中学加强实验教学和有效地落实新课程理念.本题对学生的思维能力、理解能力、分析问题和解决问题的能力有较高层次的要求,旨在使试卷具有适当的难度和区分度.本题属于较难题.
[实验探究]
Fe(OH)3沉淀经过过滤、洗涤、灼烧后变为Fe2O3,质量为0.32 g,其中Fe元素守恒,
n(Fe3+)＝ ＝0.004 mol 废液中c(Fe3+)＝ ＝0.4 mol•L－1
Ag+ ＋ Cl－ == AgCl↓
1 mol 143.5 g n(Cl－)＝0.06 mol
2Fe3+＋Cu==2Fe2+＋Cu2+ n(Fe3+)＝2n(Cu2+)
废液中阴、阳离子所带电荷平衡：
n(Fe2+)×2＋n(Cu2+)×2＋n(Fe3+)×3＝n(Cl－)
6n(Cu2+)＋0.004 mol×3＝0.06 mol
n(Cu2+)＝0.008 mol,c(Cu2+)＝0.8 mol•L－1
n(Fe2+)＝0.016 mol,c(Fe2+)＝1.6 mol•L－1
[交流讨论]
加入w g铁粉先与Fe3+反应,2Fe3+＋Fe==3Fe2+.
因此,加入铁粉质量为：w＝c(Cu2+)×1 L×56 g•mol－1,不能将废液中的Cu2+全部置换出来.
此外,废液中的阴离子是Cl－,加入的氧化剂不能带进其他杂质.
[拓展延伸]
1 L废液中含Fe3+ 0.4 mol,含Cu2+ 0.8 mol.加入铁粉先与Fe3+反应：
2Fe3+ ＋ Fe == 3Fe2+
0.4 mol 0.2 mol
即：n(Fe)为0～2 mol时,废液中的Cu2+保持0.8 mol不变.
当n(Fe)＞0.2 mol时,发生如下反应：
Fe ＋ Cu2+ == Fe2+
0.8 mol 0.8 mol
即：n(Fe)为1.0 mol时,废液中已不含Cu2+.
由上可得n(Fe)与n(Cu2+)的关系曲线（如下图）.
由图像可查得：当铜离子的物质的量减少一半时,加入铁粉的物质的量为0.6 mol,其质量是：0.6 mol×56 g•mol－1＝33.6 g