Question

【題目】印刷銅制電路板的腐蝕液選取和回收再利用一直是研究的熱點。

（1）FeCl3溶液一直作為傳統的腐蝕液。

① 腐蝕過程中的離子方程式為______。

② 腐蝕結束后，通過以下兩步可分離出銅，并實現FeCl3溶液再生。

i. 步驟I所加試劑和操作分別為______。

ii. 可實現步驟II轉化的物質或方法是______（填一種即可）。

（2）研究發現，CuCl2溶液添加鹽酸或氨水配制成酸性腐蝕液或堿性腐蝕液，其效果優于FeCl3溶液。腐蝕液的主要成分及腐蝕原理如下：

腐蝕液類型	主要成分	腐蝕原理
酸性腐蝕液	Cu2+、H+、Cl-	Cu+ Cu2++2Cl－2CuCl， CuCl+2Cl－CuCl32－
堿性腐蝕液	Cu(NH3)42+、NH4+、NH3、Cl-	Cu(NH3)42++ Cu === 2Cu(NH3)2+

①酸性腐蝕液中銅離子含量對腐蝕速率的影響如右圖所示，為保持較快和較平穩的腐蝕速率，腐蝕液中銅離子含量應選擇______ g/100mL的使用范圍。

②酸性腐蝕廢液經過處理后，倒入一定量的水中，可得CuCl沉淀，過濾、洗滌、干燥后即得產品CuCl。倒入一定量的水中，可得CuCl沉淀的原因是_______。

③ 通入適量的氧氣可使堿性腐蝕液再生。將該過程的離子方程式補充完整：______________

（3）H2O2也常用來腐蝕金屬銅，使用時加入鹽酸或氨水將其配制成酸性或堿性腐蝕液。回收其廢液的工藝如下：

① 酸性條件下H2O2腐蝕金屬銅的離子方程式為______。

② 右圖是研究堿性腐蝕液的溫度對銅腐蝕量的實驗結果，升高溫度，腐蝕量變化的原因______。

③ 堿轉時的反應為：Cu2(OH)3Cl+NaOH =CuO+Cu(OH)2+NaCl+H2O。檢驗轉化完全的方法是：取少量洗滌后的堿轉固體，_______。

Answer 1

【答案】 2Fe3+ + Cu === 2Fe2+ + Cu2+ 加入過量鐵粉，過濾 Cl2 18-20 加水后，，CuCl + 2Cl－CuCl32－ 平衡逆向移動，析出CuCl沉淀 4， 4， 4， 4 Cu(NH3)42+，2H2O Cu + H2O2 + 2H+ === Cu2+ +2H2O 20-30℃時，升高溫度，腐蝕量有所增加，主要是因為溫度升高使反應速率加快；30℃以上，升高溫度，腐蝕量降低，主要時因為H2O2分解、NH3揮發 加入足量HNO3使沉淀溶解，在加入AgNO3溶液，觀察是否出現白色沉淀

【解析】（1）FeCl3溶液一直作為傳統的腐蝕液。① 腐蝕過程中的離子方程式為2Fe3+ + Cu === 2Fe2+ + Cu2+。 ② 腐蝕結束后，通過以下兩步可分離出銅，并實現FeCl3溶液再生。i. 步驟I是為了把溶液中的銅置換出來，因此所加試劑為過量的鐵粉，分離操作為過濾。ii. 步驟II是為了把亞鐵離子氧化為鐵離子，需要加入合適的氧化劑，通常可以加氯氣或氯水或鹽酸酸化的過氧化氫。

（2）①由圖可知，當銅離子含量在18-20g/100mL時，反應所需要的時間基本相同，即反應速率基本相同，所以為保持較快和較平穩的腐蝕速率，腐蝕液中銅離子含量應選擇在18-20g/100mL的使用范圍。

②由題中信息可以，酸性腐蝕廢液經過處理后，倒入一定量的水中，，可使化學平衡CuCl+2Cl－CuCl32－向逆反應方向移動，生成CuCl沉淀，過濾、洗滌、干燥后即得產品CuCl。

③ 通入適量的氧氣可使堿性腐蝕液再生。該過程的離子方程式為4Cu(NH3)2++ 4NH3+4NH4++O2= 4 Cu(NH3)42++2H2O。

（3）① 酸性條件下H2O2腐蝕金屬銅的離子方程式為Cu + H2O2 + 2H+ === Cu2+ +2H2O。

② 右圖是研究堿性腐蝕液的溫度對銅腐蝕量的實驗結果，升高溫度，腐蝕量變化的原因20-30℃時，升高溫度，腐蝕量有所增加，主要是因為溫度升高使反應速率加快；30℃以上，升高溫度，腐蝕量降低，主要時因為H2O2分解、NH3揮發。

③ 堿轉時的反應為Cu2(OH)3Cl+NaOH =CuO+Cu(OH)2+NaCl+H2O，由此反應可知，當堿轉完成后，Cu2(OH)3Cl轉化為CuO和Cu(OH)2，因此，可以通過檢驗氯離子來檢驗轉化是否完全，具體操作方法是：取少量洗滌后的堿轉固體，加入足量HNO3使沉淀溶解，在加入AgNO3溶液，觀察是否出現白色沉淀。