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(guò)程簡(jiǎn)述如下：

I：向廢液中投入過(guò)量鐵屑，充分反應(yīng)后分離出固體和濾液；

II：向?yàn)V液中加入一定量石灰水，調(diào)節(jié)溶液pH，同時(shí)鼓入足量的空氣。

己知：Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38

回答下列問(wèn)題：

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

(2)過(guò)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(guò)程II中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________；

(4)過(guò)程II中調(diào)節(jié)溶液的pH為5，金屬離子濃度為__________________。(列式計(jì)算)

Answer 1

【答案】2Fe3++Cu = 2Fe2++Cu2+ ）回收銅 Cu和Fe 加鹽酸反應(yīng)后過(guò)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(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，依據(jù)離子方程式書(shū)寫(xiě)方法寫(xiě)出；

（2）過(guò)程Ⅰ加入鐵屑的主要作用是和氯化銅發(fā)生反應(yīng)生成銅，過(guò)濾后得到固體為Fe和Cu，加入鹽酸鐵反應(yīng)，銅不反應(yīng)過(guò)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(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，在空氣中迅速氧化為氫氧化鐵；

（4）過(guò)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(jì)算。由Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，c(OH－)＝，可求得c(Fe3＋)。

（1）FeCl3蝕刻銅箔反應(yīng)是三價(jià)鐵離子具有氧化性和銅反應(yīng)生成亞鐵離子和銅離子，反應(yīng)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(guò)量鐵屑，鐵會(huì)和三氯化鐵溶液反應(yīng)生成氯化亞鐵，和氯化銅反應(yīng)生成銅和氯化亞鐵，所以加入鐵粉是為了得到銅，過(guò)濾得到固體是過(guò)量的鐵和銅，用鹽酸溶解鐵反應(yīng)，銅不反應(yīng)過(guò)濾得到銅；

故答案為：回收銅；鐵和銅；加鹽酸反應(yīng)后過(guò)濾；

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