Question

【題目】電子工業中，可用FeCl3—HCl溶液作為印刷電路銅板刻蝕液。某探究小組設計如下線路處理廢液和資源回收：

請回答：

(1)把FeCl3溶液蒸干、灼燒，最后得到的主要固體產物是____________。

(2)FeCl3蝕刻液中加入鹽酸的目的是______________________________。

(3)步驟①中加入H2O2溶液的目的是(用離子方程式表示)_____________________。

(4)已知：生成氫氧化物沉淀的pH如下表

	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
開始沉淀時	4.7	7.0	1.9
沉淀完全時	6.7	9.0	3.2

根據表中數據推測調節pH的范圍是________________。

(5)上述流程路線中，除FeCl3溶液外，還可用于循壞利用的物質是__________________。

Answer 1

【答案】Fe2O3 防止弱堿離子Fe3+的水解，促使水解平衡逆向移動 H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 3.2≤pH＜4.7 或 [3.2，4.7) Cu2(OH)2CO3

【解析】

FeCl3-HCl溶液蝕刻銅板發生反應2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，得到氯化銅、氯化亞鐵和氯化鐵的混合溶液，向廢液中滴入過氧化氫將亞鐵離子氧化成極易除去的鐵離子，然后調節溶液的pH過濾得沉淀氫氧化鐵和氯化銅溶液，將沉淀溶解于鹽酸得到氯化鐵，向濾液中加入碳酸氫鈉得到堿式碳酸銅；

(1)根據三氯化鐵在溶液中存在水解平衡，從平衡移動的角度分析并解答該題；

(2)氯化鐵是強酸弱堿鹽水解呈酸性，所以加鹽酸防止弱堿離子鐵離子的水解；

(3)過氧化氫是氧化劑將亞鐵離子氧化成極易除去的鐵離子；

(4)將鐵離子完全沉淀，而銅離子不能沉淀，所以選擇的pH為3.2≤pH＜4.7；

(5)堿式碳酸銅來調節溶液A的pH。

(1)在FeCl3溶液中，Fe3+發生水解生成Fe(OH)3：FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl，由于加熱蒸發，由于HCl揮發，破壞平衡，使平衡不斷向右移動，結果生成Fe(OH)3，又由于灼熱發生2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O，使Fe(OH)3分解生成Fe2O3；

(2)氯化鐵是強酸弱堿鹽，Fe3+水解使溶液呈酸性，所以加鹽酸防止弱堿離子Fe3+的水解，促使水解平衡逆向移動；

(3)加入氧化劑H2O2可以把Fe2+氧化為Fe3+但不能引入新的雜質，氧化劑選擇過氧化氫氧化亞鐵離子的離子方程式為：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；

(4)調節溶液的pH目的是使Fe3+全部沉淀，Cu2+不沉淀，依據圖表數據分析可知pH應為： 3.2≤pH＜4.7或 [3.2，4.7)；

(5)溶液A中調節pH使Fe3+完全沉淀、而Cu2+不沉淀，為了不引入新雜質，可用堿式碳酸銅來調節溶液A的pH。所以上述流程路線中，除FeCl3溶液外，還可用于循壞利用的物質是堿式碳酸銅Cu2(OH)2CO3。