Question

（15分）隨著信息產業的高速發展和家用電器的普及，我國印刷電路板（PCB）的生產呈現急劇增長之勢。廢舊電路板的增多給我們帶來了環境問題，目前我們臺州大多采用32%~35%的FeCl₃溶液溶解印刷線路板上的金屬銅，從而進行對銅的回收和利用。經分析腐蝕廢液中主要含有HCl 、FeCl₂和CuCl₂等溶質。

（1）用32%~35%的FeCl₃溶液溶解印刷線路板上的金屬銅的原理是

（用離子方程式表示）：    ▲    。

（2）工業上有多種回收腐蝕廢液中銅的方法，下面是常用的兩種方法：

Ⅰ、電化學方法回收腐蝕廢液中銅，則陽極（石墨）上的電極反應式為：   ▲   。

Ⅱ、工業上也可以用鐵粉回收腐蝕廢液中的銅：

①用鐵粉回收銅的實驗操作為     ▲     。

②科學家對鐵置換銅工藝的研究如下：

分別用還原鐵粉、廢鐵屑和廢鐵屑在超聲波粉碎處理下置換銅，將置換出的銅粉放入250mL燒杯中，加入120mL 1.5 mol·L^－1的硫酸，水浴加熱，控制溫度在70 ℃ ，攪拌，在10、20、30、40、50、60min時，分別用吸管移取0.5g左右的銅于試管內，將上層清液倒回小燒杯中，用蒸餾水洗凈試樣，過濾，在105℃烘箱中烘干后測定銅粉中鐵的含量。其結果如圖所示。

已知a表示用還原鐵粉置換銅的除鐵效果，b表示用廢鐵屑置換銅的除鐵效果，c表示用廢鐵屑在超聲波下置換銅的除鐵效果，你認為除鐵效果最好的是    ▲    （填a、b或c），其原因是    ▲    。

（3）工業上也可用腐蝕廢液生成CuCl₂·2H₂O，從而進行對廢液的利用，其工藝流程如下：

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

①試劑A最好應選用    ▲    。

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

理由是    ▲    。

②分析有關物質的溶解度曲線（如下圖），為了獲得CuCl₂·2H₂O晶體，對濾液B進行的操作是：    ▲    、    ▲    ，過濾得到產品。

③測定CuCl₂·2H₂O產品的質量分數可按下法：取2.000g產品，用水溶解后，加入60.00 mL 0.4000 mol·L^－1的KI溶液（足量），充分反應后加入淀粉指示劑，用0.4000 mol·L^－1 Na₂S₂O₃標準溶液滴定，耗去此標準液25.00 mL時，剛好到達滴定終點。

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

此產品中CuCl₂·2H₂O的質量分數為    ▲    。

 

Answer 1

【答案】

（15分）

（1） 2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺(1分)

（2）Ⅰ、陽極：Fe²⁺－e^－ Fe³⁺            （2分）

Ⅱ、①加入過量鐵粉CuCl₂ + FeCu + FeCl₂， 過濾，在所得固體中加入稀鹽酸溶解殘余的鐵，再濾出固體洗滌得銅。(2分)②a (1分) ；使用細鐵粉，還原得細銅粉，銅粉顆粒越小，與酸接觸的表面積越大，內部的鐵與酸反應越快，即除鐵效率越高。（2分）

（3）①c (1分) ；NaClO能將Fe^2＋氧化為Fe^3＋，且反應能消耗H⁺，增大溶液的pH使Fe^3＋­沉淀（2分）

②蒸發濃縮，冷卻結晶（2分）  ③85.50% (2分)

【解析】