Question

【题目】印刷铜制电路板的腐蚀液选取和回收再利用一直是研究的热点。

（1）FeCl3溶液一直作为传统的腐蚀液。

① 腐蚀过程中的离子方程式为______。

② 腐蚀结束后，通过以下两步可分离出铜，并实现FeCl3溶液再生。

i. 步骤I所加试剂和操作分别为______。

ii. 可实现步骤II转化的物质或方法是______（填一种即可）。

（2）研究发现，CuCl2溶液添加盐酸或氨水配制成酸性腐蚀液或碱性腐蚀液，其效果优于FeCl3溶液。腐蚀液的主要成分及腐蚀原理如下：

腐蚀液类型	主要成分	腐蚀原理
酸性腐蚀液	Cu2+、H+、Cl-	Cu+ Cu2++2Cl－2CuCl， CuCl+2Cl－CuCl32－
碱性腐蚀液	Cu(NH3)42+、NH4+、NH3、Cl-	Cu(NH3)42++ Cu === 2Cu(NH3)2+

①酸性腐蚀液中铜离子含量对腐蚀速率的影响如右图所示，为保持较快和较平稳的腐蚀速率，腐蚀液中铜离子含量应选择______ g/100mL的使用范围。

②酸性腐蚀废液经过处理后，倒入一定量的水中，可得CuCl沉淀，过滤、洗涤、干燥后即得产品CuCl。倒入一定量的水中，可得CuCl沉淀的原因是_______。

③ 通入适量的氧气可使碱性腐蚀液再生。将该过程的离子方程式补充完整：______________

（3）H2O2也常用来腐蚀金属铜，使用时加入盐酸或氨水将其配制成酸性或碱性腐蚀液。回收其废液的工艺如下：

① 酸性条件下H2O2腐蚀金属铜的离子方程式为______。

② 右图是研究碱性腐蚀液的温度对铜腐蚀量的实验结果，升高温度，腐蚀量变化的原因______。

③ 碱转时的反应为：Cu2(OH)3Cl+NaOH =CuO+Cu(OH)2+NaCl+H2O。检验转化完全的方法是：取少量洗涤后的碱转固体，_______。

Answer 1

【答案】 2Fe3+ + Cu === 2Fe2+ + Cu2+ 加入过量铁粉，过滤 Cl2 18-20 加水后，，CuCl + 2Cl－CuCl32－ 平衡逆向移动，析出CuCl沉淀 4， 4， 4， 4 Cu(NH3)42+，2H2O Cu + H2O2 + 2H+ === Cu2+ +2H2O 20-30℃时，升高温度，腐蚀量有所增加，主要是因为温度升高使反应速率加快；30℃以上，升高温度，腐蚀量降低，主要时因为H2O2分解、NH3挥发 加入足量HNO3使沉淀溶解，在加入AgNO3溶液，观察是否出现白色沉淀

【解析】（1）FeCl3溶液一直作为传统的腐蚀液。① 腐蚀过程中的离子方程式为2Fe3+ + Cu === 2Fe2+ + Cu2+。 ② 腐蚀结束后，通过以下两步可分离出铜，并实现FeCl3溶液再生。i. 步骤I是为了把溶液中的铜置换出来，因此所加试剂为过量的铁粉，分离操作为过滤。ii. 步骤II是为了把亚铁离子氧化为铁离子，需要加入合适的氧化剂，通常可以加氯气或氯水或盐酸酸化的过氧化氢。

（2）①由图可知，当铜离子含量在18-20g/100mL时，反应所需要的时间基本相同，即反应速率基本相同，所以为保持较快和较平稳的腐蚀速率，腐蚀液中铜离子含量应选择在18-20g/100mL的使用范围。

②由题中信息可以，酸性腐蚀废液经过处理后，倒入一定量的水中，，可使化学平衡CuCl+2Cl－CuCl32－向逆反应方向移动，生成CuCl沉淀，过滤、洗涤、干燥后即得产品CuCl。

③ 通入适量的氧气可使碱性腐蚀液再生。该过程的离子方程式为4Cu(NH3)2++ 4NH3+4NH4++O2= 4 Cu(NH3)42++2H2O。

（3）① 酸性条件下H2O2腐蚀金属铜的离子方程式为Cu + H2O2 + 2H+ === Cu2+ +2H2O。

② 右图是研究碱性腐蚀液的温度对铜腐蚀量的实验结果，升高温度，腐蚀量变化的原因20-30℃时，升高温度，腐蚀量有所增加，主要是因为温度升高使反应速率加快；30℃以上，升高温度，腐蚀量降低，主要时因为H2O2分解、NH3挥发。

③ 碱转时的反应为Cu2(OH)3Cl+NaOH =CuO+Cu(OH)2+NaCl+H2O，由此反应可知，当碱转完成后，Cu2(OH)3Cl转化为CuO和Cu(OH)2，因此，可以通过检验氯离子来检验转化是否完全，具体操作方法是：取少量洗涤后的碱转固体，加入足量HNO3使沉淀溶解，在加入AgNO3溶液，观察是否出现白色沉淀。