题目内容
电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。某工程师为了从废液中回收铜,重新获得FeCl3溶液,设计了下列实验步骤:
写出一个能证明还原性Fe比Cu强的离子方程式: 。
该反应在上图步骤 中发生。请根据上述反应设计一个原电池,在方框中画出简易装置图(标出电极名称、电极材料、电解质溶液)。
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上述过程回收的铜是粗铜,为了获得更纯的铜必须进行电解精炼。写出电解精炼时阳极材料及主要的电极反应式 。
Fe+Cu2+=Fe2++Cu ①
粗铜,Cu-2e-=Cu2+
【解析】根据题干信息可知废液应为FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液,加入的试剂a为Fe,发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,经①过滤后,滤渣是Fe与Cu的混合物,再加入过量的b(盐酸)发生反应:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,经②过滤后滤液主要是FeCl2溶液,将合并后的溶液中通入c(Cl2),发生主要反应为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。Fe+Cu2+=Fe2++Cu可以证明Fe比Cu还原性强,该反应在步骤①中发生。将Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计成原电池,Fe作负极,比Fe不活泼的Cu作正极即可,电解质溶液是含Cu2+的溶液。电解精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极。
工业利用精炼镁渣(含有MgO、KCl、MgCl2、BaCl2、CaCl2、FeCl3等杂质)回收MgCl2的工业流程如下:
已知:25 ℃时有关物质的溶度积如下:
物质 | CaCO3 | MgCO3 | BaCO3 | Mg(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp | 4.96×10-9 | 6.82×10-6 | 5.1×10-9 | 5.61×10-12 | 2.64×10-38 |
回答下列问题:
(1)写出溶解时的离子方程式 。
(2)溶解时温度不能太高,也不宜太低,要求控制在35 ℃左右,其理由是 。
(3)操作Ⅰ包含多个操作,分别为 ,过滤,洗涤,烘干。烘干时需要减压烘干,原因是 。
(4)为减少Na2CO3的用量和提高产品质量,在中和工序(中和后溶液接近中性)结束前要检验溶液中是否存在 离子,选择检验该离子的原因是 。
(5)母液的主要成分 。
