Question

【题目】工业上用蚀刻液浸泡铜板可制备印刷电路板，产生的蚀刻废液需要回收利用。

（1）应用传统蚀刻液(HCl-FeCl3)

①蚀刻铜板主要反应的离子方程式为________。

②该蚀刻液中加入一定量盐酸的目的为________，同时提高蚀刻速率。

③FeCl3型酸性废液处理是利用Fe和Cl2分别作为还原剂和氧化剂，可回收铜并使蚀刻液再生。发生的主要化学反应有：Fe+2Fe3+ 3Fe2+、Fe+Cu2+ Fe2++Cu，还有________、________。（用离子方程式表示）。

（2）应用酸性蚀刻液(HCl-H2O2)，产生的蚀刻废液处理方法如下：

①蚀刻铜板主要反应的离子方程式为________。

②回收微米级Cu2O过程中，加入的试剂A是______（填字母）。

a.Fe粉 b.葡萄糖 c. NaCl固体 d.酸性KMnO4溶液

③回收Cu2(OH)2CO3的过程中需控制反应的温度，当温度高于80℃时，产品颜色发暗，其原因可能是________。

（3）应用碱性蚀刻液(NH3H2O–NH4Cl) 蚀刻铜板，会有Cu(NH3)4Cl2和水生成。蚀刻铜板主要反应的化学方程式为________。

（4）与常规方法不同，有研究者用HCl-CuCl2做蚀刻液。蚀铜结束，会产生大量含Cu+废液，采用如图所示方法，可达到蚀刻液再生、回收金属铜的目的。此法采用掺硼的人造钻石BDD电极，可直接从水中形成一种具有强氧化性的氢氧自由基（HO），进一步反应实现蚀刻液再生，结合化学用语解释CuCl2蚀刻液再生的原理________。

Answer 1

【答案】 2 Fe3++ Cu 2Fe2+ +Cu2+ 抑制FeCl3水解 Fe+2H+ Fe2++H2↑ 2Fe2+ + Cl2 2Fe3++ 2Cl－ Cu + 2H+ + H2O2 Cu2+ + 2H2O b 温度高于80℃时，Cu2(OH)2CO3易分解生成黑色CuO，导致产品颜色发暗 2Cu + 4NH4Cl + 4NH3H2O + O2 2Cu(NH3)4Cl2 + 6H2O 在阳极发生反应H2O – e– HO + H+ ，H+ + Cu+ + OH Cu2+ + H2O生成Cu2+，Cl－通过阴离子交换膜移入阳极区， CuCl2蚀刻液再生

【解析】（1）应用传统蚀刻液(HCl-FeCl3)，①Fe3＋具有氧化性，蚀刻铜板主要反应铁离子将铜氧化，离子方程式为2 Fe3++ Cu 2Fe2+ +Cu2+。②该蚀刻液中加入一定量盐酸的目的为抑制FeCl3水解，同时提高蚀刻速率。③FeCl3型酸性废液处理是利用Fe和Cl2分别作为还原剂和氧化剂，可回收铜并使蚀刻液再生。发生的主要化学反应有：Fe+2Fe3+ 3Fe2+、Fe+Cu2+ Fe2++Cu，还有Fe+2H+ = Fe2++H2↑和 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3++ 2Cl－。（2）①H2O2在酸性条件下具有强氧化性，可氧化Cu生成CuCl2，蚀刻铜板主要反应的离子方程式为Cu + 2H+ + H2O2 Cu2+ + 2H2O。②HCl-H2O2型蚀刻液含有Cu2＋，在碱性条件下生成Cu(OH)2，可与弱还原剂生成Cu2O，选项中葡萄糖资源广，无害，最合适，回收微米级Cu2O过程中，加入的试剂A是b.葡萄糖。③回收Cu2(OH)2CO3的过程中需控制反应的温度，当温度高于80℃时，产品颜色发暗，其原因可能是：温度高于80℃时，Cu2(OH)2CO3易分解生成黑色CuO，导致产品颜色发暗。（3）应用碱性蚀刻液(NH3H2O–NH4Cl) 蚀刻铜板，会有Cu(NH3)4Cl2和水生成。Cu2＋易与NH3发生反应生成配合物Cu(NH3)4Cl2，蚀刻铜板主要反应的化学方程式为 2Cu + 4NH4Cl + 4NH3H2O + O2 2CuNH3)4Cl2 + 6H2O。（4）在阳极发生反应H2O – e– HO + H+ ，H+ + Cu+ + OH Cu2+ + H2O生成Cu2+，Cl－通过阴离子交换膜移入阳极区， CuCl2蚀刻液再生。