(2012?海南)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:(己知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
Ⅰ:向廢液中投入過量鐵屑,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.
回答下列問題:
(1)FeCl3蝕刻銅箔反應(yīng)的離子方程式為
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

(2)過程Ⅰ加入鐵屑的主要作用是
回收銅
回收銅
,分離得到固體的主要成分是
Cu和Fe
Cu和Fe
,從固體中分離出銅需采用的方法是
加入鹽酸反應(yīng)后過濾
加入鹽酸反應(yīng)后過濾
;
(3)過程Ⅱ中發(fā)生反應(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
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,金屬離子濃度為
c(Fe3+)=
4.0×10-38
(10-9)3
=4×10-11mol/L
c(Fe3+)=
4.0×10-38
(10-9)3
=4×10-11mol/L
.(列式計(jì)算)
分析:(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(yīng)生成銅,過濾后得到固體為Fe和Cu,加入鹽酸鐵反應(yīng),銅不反應(yīng)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(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀,在空氣中迅速氧化為氫氧化鐵;
(4)過程Ⅱ中調(diào)節(jié)溶液的pH為5,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.
解答:解:(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,過濾得到固體是過量的鐵和銅,用鹽酸溶解鐵反應(yīng),銅不反應(yīng)過濾得到銅,
故答案為:回收銅;Cu和Fe;加入鹽酸反應(yīng)后過濾;
(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(Fe3+)=
4.0×10-38
(10-9)3
=4×10-11mol/L;
故答案為:c(Fe3+)=
4.0×10-38
(10-9)3
=4×10-11mol/L.
點(diǎn)評(píng):本題考查了鐵離子的氧化性,提取銅的反應(yīng)過程和步驟分析判斷,氫氧化鐵氫氧化亞鐵的轉(zhuǎn)化反應(yīng),溶度積的計(jì)算應(yīng)用,題目難度中等.
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5
5
;
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2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O
2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O

(3)肼可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料,與氧化劑N2H4反應(yīng)生成N2和水蒸氣.
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2H4 (1)△H1=-195kJ?mol-1
②N2O4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O△H2=-534.2kJ?mol-1寫出肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ/mol
2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ/mol
;
(4)肼一空氣燃料電池是一種堿性電池,該電池放電時(shí),負(fù)極的反為
N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2
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