(9分)在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下:I:向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液;II:向滤液中加入一

(9分)在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下:I:向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液;II:向滤液中加入一

题型:不详难度:来源:
(9分)
在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下:
I:向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液;
II:向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入足量的空气。
己知:Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38
回答下列问题:
(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为                              
(2)过程I 加入铁屑的主要作用是           ,分离得到固体的主要成分是      ,从固体中分离出铜需采用的方法是                   
(3)过程II中发生反应的化学方程式为                         
(4)过程II中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为                  。(列式计算)
答案
:(1)2Fe3++Cu = 2Fe2++Cu2+;(2)回收铜;Cu和Fe;加盐酸反应后过滤;(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)。
解析
:(1)氯化铁溶液蚀刻铜板发生的离子方程式为:2Fe3++Cu = 2Fe2++Cu2+;(2)过程I中加入铁屑是为了回收铜;分离得到的固体是过量的铁屑和生成的铜;分离铁和铜时,可以加盐酸反应后过滤;(3)过程II中,加入石灰水的反应为:FeCl2+Ca(OH)2 =Fe(OH)2↓+CaCl2;生成氢氧化亚铁继续被氧化:4Fe(OH)2+ O2+ 2H2O= 4Fe(OH)3;(4)调节溶液的pH值为5,结合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)这是先置换出铜,铁过量固体为铁与铜的混合物,再分离铜应加入盐酸;(3)II步骤是亚铁离子生成Fe(OH)2,鼓入空气为转化成Fe(OH)3;(4)
【考点定位】此题以铜板的蚀刻为载体,综合考查了离子方程式的书写、物质的分离、元素化合物和相关计算知识。
举一反三
(15 分)废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn 总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO 的部分实验过程如下:

(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是                                   (用化学方程式表示)。②铜帽溶解完全后, 需将溶液中过量的H2O2除去。除去H2O2的简便方法是                
(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2的含量。实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下:摇摇2Cu2+4I=2CuI(白色)↓+I2     2S2O32 +I2=2I+S4O62
①滴定选用的指示剂为               ,滴定终点观察到的现象为                      
②若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,所测定的Cu2含量将会   (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(3)已知pH>11 时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1. 0 mol·L-1计算)。
 
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3
1. 1
3. 2
Fe2
5. 8
8. 8
Zn2
5. 9
8. 9
实验中可选用的试剂:30%H2O2、1. 0 mol·L-1HNO3、1. 0 mol·L-1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为:①      ;②       ;③过滤;④          ;⑤过滤、洗涤、干燥;⑥900℃煅烧。
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(14分)铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40mol.L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x值:             
(列出计算过程);
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe):n(Cl)=1:2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为        。在实验室中,FeCl2可用铁粉和        盐酸反应制备,FeCl3可用铁粉和        反应制备;
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为                      
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为                          
与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为                                     ,该电池总反应的离子方程式为                                             
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(14分)固体A可用于工业上生产硫酸,各物质间转化如下图。其中C为红棕色粉
末,D为能使品红溶液褪色的无色气体。

请回答:
(1)F的电子式为_________。
(2)若测得生成C和D的质量比为5:8,则A的化学式为______________。
(3)将D通入H溶液中发生反应的离子方程式为_____________。
(4)物质的量浓度均为0.lmol/L的G和H的混合溶液中,离子浓度由大到小的顺序
为____________。
(5)有人用电解某饱和溶液的方法同时制备G的浓溶液和浓氢氧化钠溶液,如图所
示。则:

①a端为电源的_________(填“正极”或“负极”)。
②N口收集的物质为__________(填化学式,下同。);
Q口收集的为_________浓溶液。
③某物质的饱和溶液最好选用___________(填试剂名称)。
④阳极的电极反应式为____________。
(6)检验H中金属阳离子的方法___________。
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现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合制剂,某同学为了确认其成分,取部分制剂作为试液,设计并完成了如下实验:(已知:控制溶液pH=4时,Fe(OH)3沉淀完全,Ca2+、Mg2+不沉淀)该同学得出的结论正确的是
A.根据现象1可推出该试液中含有Na+
B.根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根
C.根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2+,但没有Mg2+
D.根据现象5可推出该试液中一定含有Fe2+

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由锌和铜构成的合金共10 g,放入足量的稀盐酸中充分反应,产生标准状况下气体2.24L,试求合金中铜的质量分数。
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