Question

(9分)

在FeCl₃溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：

I：向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；

II：向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。

己知：Ksp[Fe(OH)₃]= 4.0×10^-38

回答下列问题：

(1)FeCl₃蚀刻铜箔反应的离子方程式为                               ：

(2)过程I 加入铁屑的主要作用是            ，分离得到固体的主要成分是       ，从固体中分离出铜需采用的方法是                    ；

(3)过程II中发生反应的化学方程式为                          ；

(4)过程II中调节溶液的pH为5，金属离子浓度为                   。(列式计算)

Answer

：（1）2Fe3++Cu = 2Fe2++Cu2+；（2）回收铜；Cu和Fe；加盐酸反应后过滤；（3）FeCl2+Ca(OH)2 =Fe(OH)2↓+CaCl2；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；（4）c(Fe3+)=4.0×10-38÷(10-9)3= 4.0×10-11 (mol/L)。

【解析】：（1）氯化铁溶液蚀刻铜板发生的离子方程式为：2Fe3++Cu = 2Fe2++Cu2+；（2）过程I中加入铁屑是为了回收铜；分离得到的固体是过量的铁屑和生成的铜；分离铁和铜时，可以加盐酸反应后过滤；（3）过程II中，加入石灰水的反应为：FeCl2+Ca(OH)2 =Fe(OH)2↓+CaCl2；生成氢氧化亚铁继续被氧化：4Fe(OH)2+ O2+ 2H2O= 4Fe(OH)3；（4）调节溶液的pH值为5，结合Ksp= c(Fe3+)·c(OH-)3和c(OH-)=Kw/c(H+)，可得：c(Fe3+)=4.0×10-38÷(10-9)3= 4.0×10-11 (mol/L)。

(2)这是先置换出铜，铁过量固体为铁与铜的混合物，再分离铜应加入盐酸；(3)II步骤是亚铁离子生成Fe(OH)2，鼓入空气为转化成Fe(OH)3；(4)

【考点定位】此题以铜板的蚀刻为载体，综合考查了离子方程式的书写、物质的分离、元素化合物和相关计算知识。