Question

【題目】電子工業(yè)中常用覆銅板（以絕緣體為基材，表面覆以銅箔）為基礎(chǔ)材料制作印刷電路板（如圖所示）。印刷電路板廣泛應(yīng)用于電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、手機(jī)等電子產(chǎn)品中。

某校初中科技小組的同學(xué)對(duì)于覆銅板制作印刷電路的原理很感興趣，決定進(jìn)行探究，請(qǐng)你隨他們一起進(jìn)行探究。

（查閱資料）

（1）覆銅板制作印刷電路的原理，是把預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路在覆銅板上用蠟或不透水的物質(zhì)覆蓋，然后將覆銅板浸泡到FeCl3溶液中，利用FeCl3溶液將不需要的銅腐蝕掉，留下來的就是印刷電路。

（2）FeCl3溶液呈酸性，在與銅單質(zhì)反應(yīng)后Fe3+變?yōu)?/span>Fe2+，反應(yīng)后有Cu2+產(chǎn)生。

（提出問題）FeCl3溶液為什么能將銅腐蝕掉？

（猜想假設(shè)）

（1）小明同學(xué)從資料中獲知FeCl3溶液呈酸性，用石蕊試紙檢驗(yàn)FeCl3溶液，試紙變______色，他認(rèn)為一定是溶液中的H+與Cu發(fā)生反應(yīng)，將Cu腐蝕掉，但大家用______（填物質(zhì)的化學(xué)式）不能與Cu反應(yīng)置換出氫氣的知識(shí)否定小明的觀點(diǎn)。

（2）小文同學(xué)認(rèn)為可能是FeCl3溶液與銅發(fā)生了置換反應(yīng)，Fe3+將銅置換成可溶于水的Cu2+，大家也否定他的觀點(diǎn)，因?yàn)橹脫Q反應(yīng)原理是______，而不是一種離子置換另一種離子。

（3）根據(jù)查閱的信息，小麗同學(xué)認(rèn)為這個(gè)腐蝕過程是一個(gè)新的反應(yīng)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式______。

（原理分析）根據(jù)信息和上述反應(yīng)的化學(xué)方程式，得知鐵元素由+3價(jià)下降為+2價(jià)的特點(diǎn)，從化合價(jià)的角度，小明同學(xué)又歸納出這個(gè)反應(yīng)的另外兩個(gè)特點(diǎn)：①______；②______。

（拓展研究）考慮到使用后的腐蝕液富含Cu2+，具有很高的回收再利用價(jià)值，小組同學(xué)繼續(xù)進(jìn)行回收探究。在100mL反應(yīng)后的廢液中投入足量的鋅粉，析出0.64gCu（若廢液中仍有FeCl3剩余，則鋅粉先與FeCl3反應(yīng)，再與氯化銅反應(yīng)），則說明原來配制的FeCl3溶液濃度至少是______ g/L（g/L是質(zhì)量體積濃度的單位，表示的是在每升溶液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量）。

（交流討論）經(jīng)思考，小麗同學(xué)推斷FeCl3溶液作為腐蝕液也可以與Fe發(fā)生反應(yīng)。

請(qǐng)寫出她的推斷依據(jù)：______。

Answer 1

【答案】紅 HCl 一種單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成新的單質(zhì)及化合物 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 銅元素的化合價(jià)由0價(jià)上升為+2價(jià) 氯元素的化合價(jià)反應(yīng)前后沒變化 32.5 氯化鐵具有氧化性，鐵具有還原性

【解析】

[猜想假設(shè)]

（1）小明同學(xué)從資料中獲知FeCl3溶液呈酸性，用石蕊試紙檢驗(yàn)FeCl3溶液，試紙變紅色，他認(rèn)為一定是溶液中的H+與Cu發(fā)生反應(yīng)，將Cu腐蝕掉，但大家用HCI不能與Cu反應(yīng)置換出氫氣的知識(shí)否定小明的觀點(diǎn)。

故填：紅；HCI。

（2）小文同學(xué)認(rèn)為可能是FeCl3溶液與銅發(fā)生了置換反應(yīng)，Fe3+將銅置換成可溶于水的Cu2+，大家也否定他的觀點(diǎn)，因?yàn)橹脫Q反應(yīng)原理是一種單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成新的單質(zhì)及化合物，而不是一種離子置換另一種離子。

故填：一種單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成新的單質(zhì)及化合物。

（3）根據(jù)查閱的信息，小麗同學(xué)認(rèn)為這個(gè)腐蝕過程是一個(gè)新的反應(yīng)，即氯化鐵和銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式：

2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。

故填：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。

[原理分析]

從化合價(jià)的角度，小明同學(xué)又歸納出這個(gè)反應(yīng)的另外兩個(gè)特點(diǎn)：①銅元素的化合價(jià)由0價(jià)上升為+2價(jià)；②氯元素的化合價(jià)反應(yīng)前后沒變化。

故填：銅元素的化合價(jià)由0價(jià)上升為+2價(jià)；氯元素的化合價(jià)反應(yīng)前后沒變化。

[拓展研究]

[拓展研究]

設(shè)氯化鐵質(zhì)量至少為x，由2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu可知，

解得x=3.25g，原來配制的FeCl3溶液濃度至少是： 故填：32.5。

[交流討論]

經(jīng)思考，小麗同學(xué)推斷FeCl3溶液作為腐蝕液也可以與Fe發(fā)生反應(yīng)，她的推斷依據(jù)：氯化鐵具有氧化性，鐵具有還原性。

故填：氯化鐵具有氧化性，鐵具有還原性。