Question

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(jiǎn)述如下：
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?yàn)V液中加入一定量石灰水，調(diào)節(jié)溶液pH，同時(shí)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水解反應(yīng)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

 

；
（3）過程II中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

、

 

；
（4）過程II中調(diào)節(jié)溶液的pH為5，金屬離子濃度為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)變,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),鐵的化學(xué)性質(zhì)

專題：元素及其化合物

分析：（1）Fe³⁺易水解，水解生成H⁺，根據(jù)水解原理書寫方程式；
（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5，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(jì)算．

解答： 解：（1）Fe³⁺易水解，水解生成H⁺，水解的離子方程式為Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
（2）向廢液中投入過量鐵屑，鐵會(huì)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：回收銅；Cu和Fe；
（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(jì)算鐵離子濃度，F(xiàn)e（OH）₃（s）?Fe³⁺+3OH^-；Ksp=c（Fe³⁺）×c³（OH^-），c（Fe³⁺）=

4.0×10-38

(10-9)3

=4×10^-11mol/L；
故答案為：4×10^-11mol/L．

點(diǎn)評(píng)：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(jì)算應(yīng)用，題目難度中等．