Question

【題目】印刷銅制電路板的蝕刻液選取和回收再利用一直是研究的熱點(diǎn)。

（1）FeCl3溶液一直作為傳統(tǒng)的蝕刻液。

①蝕刻過程屮的離子方程式為______________________________。

②蝕刻結(jié)束后，可以通過兩步先分離出銅，冉實(shí)現(xiàn)FcCl3溶液再生。

i.第1步所加試劑和操作分別為____________________________。

ii.第2步轉(zhuǎn)化可加入的物質(zhì)是_________________________(填一種即可)。

（2）H2O2也常用來做銅制電路板蝕刻液，使用時加入鹽酸或氨水將其配制成酸性或堿性蝕刻液。應(yīng)用酸性蝕刻液(HCl－H2O2)，產(chǎn)生的蝕刻廢液處理方法如下：

①蝕刻銅板主要反應(yīng)的離子方程式為_______________________。

②回收微米級Cu2O過程中，加入的試劑A是______(填字母)。

a.Fe粉 b.葡萄糖 C.NaCl固體 d.酸性KMnO4溶液

③回收Cu2(OH)2CO3的過程屮需控制反應(yīng)的溫度，當(dāng)溫度髙于80℃時，產(chǎn)品顏色發(fā)暗，其原因可能是______________________。

④如圖是研究堿性蝕刻液的溫度對锏腐蝕量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，升高溫度，腐蝕量變化的原因______________________。

（3）與常規(guī)方法不同，有研究者用HCl－CuCl2做蝕刻液。蝕銅結(jié)束，會產(chǎn)生大量含Cu+廢液，采用如圖所示方法，可達(dá)到蝕刻液再生、回收金屬銅的目的。此法采用摻硼的人造鉆石BDD電極，可直接從水中形成一種具有強(qiáng)氧化性的氡氧自由基(HO·)，請寫出BDD電極上的電極反應(yīng)__________________，進(jìn)一步溶液中反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)蝕刻液再生，請寫出刻蝕液再生的離子方程式_________________。

Answer 1

【答案】 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 加入過量鐵粉，過濾 Cl2(其他答案合理) Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O b 溫度高于80℃時,Cu2(OH)2CO3易分解生成黑色CuO,導(dǎo)致產(chǎn)品顏色發(fā)暗 20-30℃時，升高溫度，腐蝕量有所增加，主要是因?yàn)闇囟壬�高使反�?yīng)速率加快；30℃以上，升高溫度，腐蝕量降低，主要時因?yàn)?/span>H2O2分解、NH3揮發(fā) H2O-e-=HO·+H H++Cu++·OH=Cu2++H2O

【解析】（1）①FeCl3溶液作為蝕刻液是利用了Fe3+的強(qiáng)氧化性。蝕刻過程屮的離子方程式為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。

②蝕刻結(jié)束后，加入過量鐵粉使Cu2++ Fe= Fe2++Cu，過濾后的濾液再加入氯水使

Fe2++ Cl2= Fe3++Cl-實(shí)現(xiàn)FcCl3溶液再生。答案：加入過量鐵粉，過濾 Cl2

（2）①H2O2在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，可氧化Cu生成CuCl2，蝕刻銅板主要反應(yīng)的離子方程式為Cu + 2H++ H2O2Cu2++ 2H2O。

②HCl-H2O2型蝕刻液含有Cu2＋，在堿性條件下生成Cu(OH)2，可與弱還原劑生成Cu2O，選項(xiàng)中葡萄糖資源廣，無害，最合適，回收微米級Cu2O過程中，加入的試劑A是葡萄糖。

③回收Cu2(OH)2CO3的過程中需控制反應(yīng)的溫度，當(dāng)溫度高于80℃時，產(chǎn)品顏色發(fā)暗，其原因可能是：溫度高于80℃時，Cu2(OH)2CO3易分解生成黑色CuO，導(dǎo)致產(chǎn)品顏色發(fā)暗。

④由圖觀察知20-30℃時，升高溫度，腐蝕量有所增加，主要是因?yàn)闇囟壬�高使反�?yīng)速率加快；30℃以上，升高溫度，腐蝕量降低，主要時因?yàn)?/span>H2O2分解、NH3揮發(fā)。

(3)在陽極發(fā)生反應(yīng)H2O – e–HO + H+，H++ Cu++ OHCu2++ H2O生成Cu2+，Cl－通過陰離子交換膜移入陽極區(qū)， CuCl2蝕刻液再生。