题目内容
【题目】电子工业中，常用氯化铁溶液作为印刷电路铜板蚀刻液。请按要求回答下列问题：
（1）若向氯化铁溶液中加入一定量的澄清石灰水，调节溶液pH，可得红褐色沉淀,该反应的离子方程式为：______________________________________，该过程中调节溶液的pH为5，则c(Fe３＋)为：____________mol·L－1。（己知：Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38）
（2）某探究小组设计如下线路处理废液和资源回收：
①用足量FeCl3溶液蚀刻铜板后的废液中含有的金属阳离子有：_______________。
②FeCl3蚀刻液中通常加入一定量的盐酸，其中加入盐酸的目的是：_________________。
③步骤①中加入H2O2溶液的目的是：______________________________________。
④已知：生成氢氧化物沉淀的pH
Cu(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | |
开始沉淀时 | 4.7 | 7.0 | 1.9 |
沉淀完全时 | 6.7 | 9.0 | 3.2 |
根据表中数据推测调节pH的范围是：________________。
⑤写出步骤②中生成CO2的离子方程式：__________（已知Cu2(OH)2CO3难溶于水）。
【答案】 Fe3＋+3OH－＝Fe(OH)3↓ 4.0×10-11 Fe3＋、Fe2＋和Cu2＋ 抑制氯化铁水解 将Fe２＋氧化成Fe３＋，以便后续转化为Fe(OH)3沉淀除去 3.2≤pH＜4.7 4H＋+Cu2(OH)2CO3＝3H2O +2Cu２＋+ CO2↑或4Fe３＋+3Cu2(OH)2CO3+3H2O=4Fe(OH)3+6 Cu２＋+3CO2↑
【解析】试题分析：（1）石灰水与氯化铁反应的离子方程式为Fe３＋+3OH－＝Fe(OH)3↓，该过程中调节溶液的pH为5，溶液中氢氧根的浓度为10－9mol/L，则根据溶度积常数可知c(Fe３＋)＝
＝4.0×10-11mol/L。
（2）FeCl3～HCl溶液蚀刻铜板后的废液，发生2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，得到氯化铜、氯化亚铁和氯化铁的混合溶液，向废液中滴入过氧化氢将亚铁离子氧化成极易除去的铁离子，然后过滤得沉淀氢氧化铁和氯化铜溶液，将沉淀溶解于盐酸得到氯化铁，向滤液中加入碳酸氢钠得到碱式碳酸铜。
①氯化铁与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，铁离子可能过量，因此废液中含有的金属阳离子有Fe３＋、Fe２＋和Cu２＋；
②氯化铁是强酸弱碱盐水解呈酸性，所以加盐酸防止弱离子铁离子的水解，水解的方程式为：Fe3++3H2O
Fe（OH）3+3H+，向其中加盐酸促使平衡逆向移动；
（3）加入氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子但不能引入新的杂质，氧化剂选择过氧化氢氧化亚铁离子的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
④调节溶液的pH目的是使铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀，依据图表数据分析可知pH应为3.2≤pH＜4.7；
⑤用碱式碳酸铜来调节溶液的pH，强制弱，所以离子反应方程式为4H＋+Cu2(OH)2CO3＝3H2O +2Cu２＋+ CO2↑。
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