Question

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。

       已知：K_sp[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              。

Answer 1

【知识点】铁及其化合物的性质  溶度积的计算  C3  H5

【答案解析】 (第(3) 小题每空 1分，其余每空2分，本题共12分)

（1）2Fe^3＋＋Cu＝2Fe^2＋＋Cu^2＋

   （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）4.0×10^－11 mol·L^－1

  解析：（1）利用氧化还原反应规律：2Fe^3＋＋Cu＝2Fe^2＋＋Cu^2＋

（2）向废液中投入过量铁屑，铁会和三氯化铁溶液反应生成氯化亚铁，和氯化铜反应生成铜和氯化亚铁，所以加入铁粉是为了得到铜，过滤得到固体是过量的铁和铜，用盐酸溶解铁反应，铜不反应过滤得到铜；
（3）滤液成分为氯化亚铁溶液，加入石灰水反应生成氢氧化亚铁沉淀，在空气中迅速氧化为氢氧化铁；反应的化学方程式为：FeCl₂+Ca（OH）₂=Fe（OH）₂↓+CaCl₂、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（4）过程Ⅱ中调节溶液的pH为5，常温下溶液中氢氧根离子浓度为10^-9mol/L，依据溶度积常数计算铁离子浓度，Fe（OH）₃（s）⇌Fe³⁺+3OH^-，Ksp=C(Fe³⁺)×C³(OH^-),  C(Fe³⁺)==4.0×10^－11 mol·L^－1

【思路点拨】本题考查铁离子的氧化性，氢氧化铁氢氧化亚铁的转化反应，溶度积的计算，比较基础。