(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)
:(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)。
:(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。