Question

(9分)
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：
I：向廢液中投入過量鐵屑，充分反應后分離出固體和濾液；
II：向濾液中加入一定量石灰水，調節溶液pH，同時鼓入足量的空氣。
己知：Ksp[Fe(OH)₃]= 4.0×10^-38
回答下列問題：
(1)FeCl₃蝕刻銅箔反應的離子方程式為                              ：
(2)過程I 加入鐵屑的主要作用是           ，分離得到固體的主要成分是      ，從固體中分離出銅需采用的方法是                   ；
(3)過程II中發生反應的化學方程式為                         ；
(4)過程II中調節溶液的pH為5，金屬離子濃度為                  。(列式計算)

Answer 1

：（1）2Fe³⁺+Cu = 2Fe²⁺+Cu²⁺；（2）回收銅；Cu和Fe；加鹽酸反應后過濾；（3）FeCl₂+Ca(OH)₂ =Fe(OH)₂↓+CaCl₂；4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃；（4）c(Fe³⁺)=4.0×10^-38÷(10^-9)³= 4.0×10^-11 (mol/L)。

：（1）氯化鐵溶液蝕刻銅板發生的離子方程式為：2Fe³⁺+Cu = 2Fe²⁺+Cu²⁺；（2）過程I中加入鐵屑是為了回收銅；分離得到的固體是過量的鐵屑和生成的銅；分離鐵和銅時，可以加鹽酸反應后過濾；（3）過程II中，加入石灰水的反應為：FeCl₂+Ca(OH)₂ =Fe(OH)₂↓+CaCl₂；生成氫氧化亞鐵繼續被氧化：4Fe(OH)₂+ O₂+ 2H₂O= 4Fe(OH)₃；（4）調節溶液的pH值為5，結合Ksp= c(Fe³⁺)·c(OH^-)³和c(OH^-)=Kw/c(H⁺)，可得：c(Fe³⁺)=4.0×10^-38÷(10^-9)³= 4.0×10^-11 (mol/L)。
(2)這是先置換出銅，鐵過量固體為鐵與銅的混合物，再分離銅應加入鹽酸；(3)II步驟是亞鐵離子生成Fe(OH)₂，鼓入空氣為轉化成Fe(OH)₃；(4)
【考點定位】此題以銅板的蝕刻為載體，綜合考查了離子方程式的書寫、物質的分離、元素化合物和相關計算知識。