Question

12．在FeCl₃溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中，廢液處理和資源回收的過程簡述如下：（已知：Ksp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38）
Ⅰ：向廢液中投入過量鐵屑，充分反應(yīng)后分離出固體和濾液；
Ⅱ：向濾液中加入一定量石灰水，調(diào)節(jié)溶液pH，同時鼓入足量的空氣．
回答下列問題：
（1）FeCl₃蝕 刻銅箔反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，證明蝕刻后的混合物溶液仍存在Fe³⁺的操作是取少量反應(yīng)后的溶液于潔凈的試管中，向其中滴加KSCN溶液，若出現(xiàn)紅色溶液，則證明仍存在Fe³⁺ 
（2）過程Ⅰ加入鐵屑的主要作用是做還原劑，回收銅，從固體中分離出銅需采用的方法是加入鹽酸反應(yīng)后過濾  
（3）過程Ⅱ中發(fā)生兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeCl₂+Ca（OH）₂=Fe（OH）₂↓+CaCl₂ ，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（4）過程Ⅱ中調(diào)節(jié)溶液的pH為5，金屬離子濃度為4.0×10^-11mol/L．

Answer 1

分析 （1）氯化鐵和銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，依據(jù)離子方程式書寫方法寫出；用KSCN溶液檢驗Fe³⁺的存在；
（2）過程Ⅰ加入鐵屑的主要作用是和氯化銅發(fā)生反應(yīng)生成銅，過濾后得到固體為Fe和Cu，加入鹽酸鐵反應(yīng)，銅不反應(yīng)過濾分離得到銅；
（3）濾液成分為氯化亞鐵溶液，加入石灰水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，在空氣中迅速氧化為氫氧化鐵；
（4）過程Ⅱ中調(diào)節(jié)溶液的pH為，氫氧化鐵沉淀溶液中存在沉淀溶解平衡，依據(jù)溶度積常數(shù)計算．

解答 解：（1）FeCl₃蝕刻銅箔反應(yīng)是三價鐵離子具有氧化性和銅反應(yīng)生成亞鐵離子和銅離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；向溶液中加入KSCN溶液，若溶液變紅，則證明混合物溶液仍存在Fe³⁺，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；取少量反應(yīng)后的溶液于潔凈的試管中，向其中滴加KSCN溶液，若出現(xiàn)紅色溶液，則證明仍存在Fe³⁺；
（2）向廢液中投入過量鐵屑，鐵會和三氯化鐵溶液反應(yīng)生成氯化亞鐵，和氯化銅反應(yīng)生成銅和氯化亞鐵，所以加入鐵粉是為了得到銅，過濾得到固體是過量的鐵和銅，用鹽酸溶解鐵反應(yīng)，銅不反應(yīng)過濾得到銅，
故答案為：做還原劑，回收銅；加入鹽酸反應(yīng)后過濾；
（3）濾液成分為氯化亞鐵溶液，加入石灰水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，在空氣中迅速氧化為氫氧化鐵；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：FeCl₂+Ca（OH）₂=Fe（OH）₂↓+CaCl₂、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：FeCl₂+Ca（OH）₂=Fe（OH）₂↓+CaCl₂ 、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（4）過程Ⅱ中調(diào)節(jié)溶液的pH為5，常溫下溶液中氫氧根離子濃度為10^-9mol/L，依據(jù)溶度積常數(shù)計算鐵離子濃度，F(xiàn)e（OH）₃（s）?Fe³⁺+3OH^-；Ksp=c（Fe³⁺）×c³（OH^-）；c（Fe³⁺）=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{（1{0}^{-9}）^{3}}$=4×10^-11mol/L；
故答案為：4×10^-11mol/L．

點(diǎn)評 本題考查了鐵離子的氧化性，提取銅的反應(yīng)過程和步驟分析判斷，氫氧化鐵氫氧化亞鐵的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，溶度積的計算應(yīng)用，題目難度中等．