电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。某工程师为了从废液中回收铜,重新获得FeCl3溶液,设计了下列实验步骤:写出一个能证明

题型：不详难度：来源：

电子工业常用30%的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。某工程师为了从废液中回收铜,重新获得FeCl₃溶液,设计了下列实验步骤:

写出一个能证明还原性Fe比Cu强的离子方程式:                  。
该反应在上图步骤   中发生。请根据上述反应设计一个原电池,在方框中画出简易装置图(标出电极名称、电极材料、电解质溶液)。
上述过程回收的铜是粗铜,为了获得更纯的铜必须进行电解精炼。写出电解精炼时阳极材料及主要的电极反应式                 。

答案

Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu ①

粗铜,Cu-2e^-=Cu²⁺

解析

根据题干信息可知废液应为FeCl₃、CuCl₂、FeCl₂的混合溶液,加入的试剂a为Fe,发生反应为:Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺,经①过滤后,滤渣是Fe与Cu的混合物,再加入过量的b(盐酸)发生反应:Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑,经②过滤后滤液主要是FeCl₂溶液,将合并后的溶液中通入c(Cl₂),发生主要反应为:2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-。Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu可以证明Fe比Cu还原性强,该反应在步骤①中发生。将Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu设计成原电池,Fe作负极,比Fe不活泼的Cu作正极即可,电解质溶液是含Cu²⁺的溶液。电解精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极。