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．
己知：Ksp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38
回答下列问题：
（1）FeCl₃水解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

 

；
（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

考点：铁盐和亚铁盐的相互转变,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,铁的化学性质

专题：元素及其化合物

分析：（1）Fe³⁺易水解，水解生成H⁺，根据水解原理书写方程式；
（2）过程Ⅰ加入铁屑的主要作用是和氯化铜发生反应生成铜，过滤后得到固体为Fe和Cu，加入盐酸铁反应，铜不反应过滤分离得到铜；
（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；
（4）过程Ⅱ中调节溶液的pH为5，氢氧化铁沉淀溶液中存在沉淀溶解平衡，依据溶度积常数计算．

解答： 解：（1）Fe³⁺易水解，水解生成H⁺，水解的离子方程式为Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，故答案为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
（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，
故答案为：回收铜；Cu和Fe；
（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，
故答案为：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⁺）=

4.0×10-38

(10-9)3

=4×10^-11mol/L；
故答案为：4×10^-11mol/L．

点评：本题考查了铁离子的氧化性，提取铜的反应过程和步骤分析判断，氢氧化铁氢氧化亚铁的转化反应，溶度积的计算应用，题目难度中等．