Question

【題目】在FeCl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中，廢液處理和資源回收的過程簡述如下：

I：向廢液中投入過量鐵屑，充分反應后分離出固體和濾液；

II：向濾液中加入一定量石灰水，調(diào)節(jié)溶液pH，同時鼓入足量的空氣。

己知：Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38

回答下列問題：

(1)FeCl3蝕刻銅箔反應的離子方程式為______________________________：

(2)過程I 加入鐵屑的主要作用是___________，分離得到固體的主要成分是______，從固體中分離出銅需采用的方法是___________________；

(3)過程II中發(fā)生反應的化學方程式為_________________________；

(4)過程II中調(diào)節(jié)溶液的pH為5，金屬離子濃度為__________________。(列式計算)

Answer 1

【答案】2Fe3++Cu = 2Fe2++Cu2+ ）回收銅 Cu和Fe 加鹽酸反應后過濾 FeCl2+Ca(OH)2 =Fe(OH)2↓+CaCl2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，pH為5，c（H+）=10-5，c(OH－)＝=10-9mol/L，所以c(Fe3+)== 4.0×10-11 (mol/L)

【解析】

（1）氯化鐵和銅反應生成氯化亞鐵和氯化銅，依據(jù)離子方程式書寫方法寫出；

（2）過程Ⅰ加入鐵屑的主要作用是和氯化銅發(fā)生反應生成銅，過濾后得到固體為Fe和Cu，加入鹽酸鐵反應，銅不反應過濾分離得到銅；

（3）濾液成分為氯化亞鐵溶液，加入石灰水反應生成氫氧化亞鐵沉淀，在空氣中迅速氧化為氫氧化鐵；

（4）過程Ⅱ中調(diào)節(jié)溶液的pH為，氫氧化鐵沉淀溶液中存在沉淀溶解平衡，依據(jù)溶度積常數(shù)計算。由Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，c(OH－)＝，可求得c(Fe3＋)。

（1）FeCl3蝕刻銅箔反應是三價鐵離子具有氧化性和銅反應生成亞鐵離子和銅離子，反應的離子方程式為：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；

故答案為：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；

（2）向廢液中投入過量鐵屑，鐵會和三氯化鐵溶液反應生成氯化亞鐵，和氯化銅反應生成銅和氯化亞鐵，所以加入鐵粉是為了得到銅，過濾得到固體是過量的鐵和銅，用鹽酸溶解鐵反應，銅不反應過濾得到銅；

故答案為：回收銅；鐵和銅；加鹽酸反應后過濾；

（3）濾液成分為氯化亞鐵溶液，加入石灰水反應生成氫氧化亞鐵沉淀，在空氣中迅速氧化為氫氧化鐵；反應的化學方程式為：FeCl2+Ca（OH）2=Fe（OH）2↓+CaCl2、4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；

故答案為：FeCl2+Ca（OH）2=Fe（OH）2↓+CaCl2 ，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；

（4）過程Ⅱ中調(diào)節(jié)溶液的pH為5，常溫下溶液中氫氧根離子濃度為10-9mol/L，依據(jù)溶度積常數(shù)計算鐵離子濃度，F(xiàn)e（OH）3（s）Fe3++3OH-；Ksp=c（Fe3+）×c3（OH-）；c（H+）=10-5，c(OH－)＝=10-9mol/L，c（Fe3+）==4×10-11mol/L；

故答案為：4×10-11mol/L。