Question

【題目】工業上用蝕刻液浸泡銅板可制備印刷電路板，產生的蝕刻廢液需要回收利用。

（1）應用傳統蝕刻液(HCl-FeCl3)

①蝕刻銅板主要反應的離子方程式為________。

②該蝕刻液中加入一定量鹽酸的目的為________，同時提高蝕刻速率。

③FeCl3型酸性廢液處理是利用Fe和Cl2分別作為還原劑和氧化劑，可回收銅并使蝕刻液再生。發生的主要化學反應有：Fe+2Fe3+ 3Fe2+、Fe+Cu2+ Fe2++Cu，還有________、________。（用離子方程式表示）。

（2）應用酸性蝕刻液(HCl-H2O2)，產生的蝕刻廢液處理方法如下：

①蝕刻銅板主要反應的離子方程式為________。

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的過程中需控制反應的溫度，當溫度高于80℃時，產品顏色發暗，其原因可能是________。

（3）應用堿性蝕刻液(NH3H2O–NH4Cl) 蝕刻銅板，會有Cu(NH3)4Cl2和水生成。蝕刻銅板主要反應的化學方程式為________。

（4）與常規方法不同，有研究者用HCl-CuCl2做蝕刻液。蝕銅結束，會產生大量含Cu+廢液，采用如圖所示方法，可達到蝕刻液再生、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氧化性的氫氧自由基（HO），進一步反應實現蝕刻液再生，結合化學用語解釋CuCl2蝕刻液再生的原理________。

Answer 1

【答案】 2 Fe3++ Cu 2Fe2+ +Cu2+ 抑制FeCl3水解 Fe+2H+ Fe2++H2↑ 2Fe2+ + Cl2 2Fe3++ 2Cl－ Cu + 2H+ + H2O2 Cu2+ + 2H2O b 溫度高于80℃時，Cu2(OH)2CO3易分解生成黑色CuO，導致產品顏色發暗 2Cu + 4NH4Cl + 4NH3H2O + O2 2Cu(NH3)4Cl2 + 6H2O 在陽極發生反應H2O – e– HO + H+ ，H+ + Cu+ + OH Cu2+ + H2O生成Cu2+，Cl－通過陰離子交換膜移入陽極區， CuCl2蝕刻液再生

【解析】（1）應用傳統蝕刻液(HCl-FeCl3)，①Fe3＋具有氧化性，蝕刻銅板主要反應鐵離子將銅氧化，離子方程式為2 Fe3++ Cu 2Fe2+ +Cu2+。②該蝕刻液中加入一定量鹽酸的目的為抑制FeCl3水解，同時提高蝕刻速率。③FeCl3型酸性廢液處理是利用Fe和Cl2分別作為還原劑和氧化劑，可回收銅并使蝕刻液再生。發生的主要化學反應有：Fe+2Fe3+ 3Fe2+、Fe+Cu2+ Fe2++Cu，還有Fe+2H+ = Fe2++H2↑和 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3++ 2Cl－。（2）①H2O2在酸性條件下具有強氧化性，可氧化Cu生成CuCl2，蝕刻銅板主要反應的離子方程式為Cu + 2H+ + H2O2 Cu2+ + 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b.葡萄糖。③回收Cu2(OH)2CO3的過程中需控制反應的溫度，當溫度高于80℃時，產品顏色發暗，其原因可能是：溫度高于80℃時，Cu2(OH)2CO3易分解生成黑色CuO，導致產品顏色發暗。（3）應用堿性蝕刻液(NH3H2O–NH4Cl) 蝕刻銅板，會有Cu(NH3)4Cl2和水生成。Cu2＋易與NH3發生反應生成配合物Cu(NH3)4Cl2，蝕刻銅板主要反應的化學方程式為 2Cu + 4NH4Cl + 4NH3H2O + O2 2CuNH3)4Cl2 + 6H2O。（4）在陽極發生反應H2O – e– HO + H+ ，H+ + Cu+ + OH Cu2+ + H2O生成Cu2+，Cl－通過陰離子交換膜移入陽極區， CuCl2蝕刻液再生。