Question

（15分）随着信息产业的高速发展和家用电器的普及，我国印刷电路板（PCB）的生产呈现急剧增长之势。废旧电路板的增多给我们带来了环境问题，目前我们台州大多采用32%~35%的FeCl₃溶液溶解印刷线路板上的金属铜，从而进行对铜的回收和利用。经分析腐蚀废液中主要含有HCl 、FeCl₂和CuCl₂等溶质。

（1）用32%~35%的FeCl₃溶液溶解印刷线路板上的金属铜的原理是

（用离子方程式表示）：    ▲    。

（2）工业上有多种回收腐蚀废液中铜的方法，下面是常用的两种方法：

Ⅰ、电化学方法回收腐蚀废液中铜，则阳极（石墨）上的电极反应式为：   ▲   。

Ⅱ、工业上也可以用铁粉回收腐蚀废液中的铜：

①用铁粉回收铜的实验操作为     ▲     。

②科学家对铁置换铜工艺的研究如下：

分别用还原铁粉、废铁屑和废铁屑在超声波粉碎处理下置换铜，将置换出的铜粉放入250mL烧杯中，加入120mL 1.5 mol·L^－1的硫酸，水浴加热，控制温度在70 ℃ ，搅拌，在10、20、30、40、50、60min时，分别用吸管移取0.5g左右的铜于试管内，将上层清液倒回小烧杯中，用蒸馏水洗净试样，过滤，在105℃烘箱中烘干后测定铜粉中铁的含量。其结果如图所示。

已知a表示用还原铁粉置换铜的除铁效果，b表示用废铁屑置换铜的除铁效果，c表示用废铁屑在超声波下置换铜的除铁效果，你认为除铁效果最好的是    ▲    （填a、b或c），其原因是    ▲    。

（3）工业上也可用腐蚀废液生成CuCl₂·2H₂O，从而进行对废液的利用，其工艺流程如下：

已知：pH ≥9.6时，Fe²⁺ 以Fe(OH)₂ 的形式完全沉淀； pH ≥6.4时，Cu²⁺ 以Cu(OH)₂的形式完全沉淀； pH在3~4时，Fe³⁺ 以Fe(OH)₃ 的形式完全沉淀。

①试剂A最好应选用    ▲    。

a．浓硫酸       b．Cl₂        c．NaClO　　　　d．NaOH溶液

理由是    ▲    。

②分析有关物质的溶解度曲线（如下图），为了获得CuCl₂·2H₂O晶体，对滤液B进行的操作是：    ▲    、    ▲    ，过滤得到产品。

③测定CuCl₂·2H₂O产品的质量分数可按下法：取2.000g产品，用水溶解后，加入60.00 mL 0.4000 mol·L^－1的KI溶液（足量），充分反应后加入淀粉指示剂，用0.4000 mol·L^－1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定，耗去此标准液25.00 mL时，刚好到达滴定终点。

已知：2Cu^2＋＋4I^－＝2CuI↓＋I₂    I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－

此产品中CuCl₂·2H₂O的质量分数为    ▲    。

 

Answer 1

【答案】

（15分）

（1） 2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺(1分)

（2）Ⅰ、阳极：Fe²⁺－e^－ Fe³⁺            （2分）

Ⅱ、①加入过量铁粉CuCl₂ + FeCu + FeCl₂， 过滤，在所得固体中加入稀盐酸溶解残余的铁，再滤出固体洗涤得铜。(2分)②a (1分) ；使用细铁粉，还原得细铜粉，铜粉颗粒越小，与酸接触的表面积越大，内部的铁与酸反应越快，即除铁效率越高。（2分）

（3）①c (1分) ；NaClO能将Fe^2＋氧化为Fe^3＋，且反应能消耗H⁺，增大溶液的pH使Fe^3＋­沉淀（2分）

②蒸发浓缩，冷却结晶（2分）  ③85.50% (2分)

【解析】