题目内容
【题目】电子工业中常用覆铜板(以绝缘体为基材,表面覆以铜箔)为基础材料制作印刷电路板(如图所示)。印刷电路板广泛应用于电视机、计算机、手机等电子产品中。
某校初中科技小组的同学对于覆铜板制作印刷电路的原理很感兴趣,决定进行探究,请你随他们一起进行探究。
(查阅资料)
(1)覆铜板制作印刷电路的原理,是把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物质覆盖,然后将覆铜板浸泡到FeCl3溶液中,利用FeCl3溶液将不需要的铜腐蚀掉,留下来的就是印刷电路。
(2)FeCl3溶液呈酸性,在与铜单质反应后Fe3+变为Fe2+,反应后有Cu2+产生。
(提出问题)FeCl3溶液为什么能将铜腐蚀掉?
(猜想假设)
(1)小明同学从资料中获知FeCl3溶液呈酸性,用石蕊试纸检验FeCl3溶液,试纸变______色,他认为一定是溶液中的H+与Cu发生反应,将Cu腐蚀掉,但大家用______(填物质的化学式)不能与Cu反应置换出氢气的知识否定小明的观点。
(2)小文同学认为可能是FeCl3溶液与铜发生了置换反应,Fe3+将铜置换成可溶于水的Cu2+,大家也否定他的观点,因为置换反应原理是______,而不是一种离子置换另一种离子。
(3)根据查阅的信息,小丽同学认为这个腐蚀过程是一个新的反应,写出反应的化学方程式______。
(原理分析)根据信息和上述反应的化学方程式,得知铁元素由+3价下降为+2价的特点,从化合价的角度,小明同学又归纳出这个反应的另外两个特点:①______;②______。
(拓展研究)考虑到使用后的腐蚀液富含Cu2+,具有很高的回收再利用价值,小组同学继续进行回收探究。在100mL反应后的废液中投入足量的锌粉,析出0.64gCu(若废液中仍有FeCl3剩余,则锌粉先与FeCl3反应,再与氯化铜反应),则说明原来配制的FeCl3溶液浓度至少是______ g/L(g/L是质量体积浓度的单位,表示的是在每升溶液中所含溶质的质量)。
(交流讨论)经思考,小丽同学推断FeCl3溶液作为腐蚀液也可以与Fe发生反应。
请写出她的推断依据:______。
【答案】红 HCl 一种单质与化合物反应生成新的单质及化合物 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 铜元素的化合价由0价上升为+2价 氯元素的化合价反应前后没变化 32.5 氯化铁具有氧化性,铁具有还原性
【解析】
[猜想假设]
(1)小明同学从资料中获知FeCl3溶液呈酸性,用石蕊试纸检验FeCl3溶液,试纸变红色,他认为一定是溶液中的H+与Cu发生反应,将Cu腐蚀掉,但大家用HCI不能与Cu反应置换出氢气的知识否定小明的观点。
故填:红;HCI。
(2)小文同学认为可能是FeCl3溶液与铜发生了置换反应,Fe3+将铜置换成可溶于水的Cu2+,大家也否定他的观点,因为置换反应原理是一种单质与化合物反应生成新的单质及化合物,而不是一种离子置换另一种离子。
故填:一种单质与化合物反应生成新的单质及化合物。
(3)根据查阅的信息,小丽同学认为这个腐蚀过程是一个新的反应,即氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的化学方程式:
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
故填:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
[原理分析]
从化合价的角度,小明同学又归纳出这个反应的另外两个特点:①铜元素的化合价由0价上升为+2价;②氯元素的化合价反应前后没变化。
故填:铜元素的化合价由0价上升为+2价;氯元素的化合价反应前后没变化。
[拓展研究]
[拓展研究]
设氯化铁质量至少为x,由2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu可知,
解得x=3.25g,原来配制的FeCl3溶液浓度至少是: 故填:32.5。
[交流讨论]
经思考,小丽同学推断FeCl3溶液作为腐蚀液也可以与Fe发生反应,她的推断依据:氯化铁具有氧化性,铁具有还原性。
故填:氯化铁具有氧化性,铁具有还原性。