Question

2．電子工業(yè)常用氯化鐵濃溶液蝕刻銅質(zhì)線路板，回收銅并再生刻蝕液．刻蝕后的殘液含有Fe²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺等．其流程如圖所示．

（1）加入鐵粉后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu．
（2）最初所用FeCl₃刻蝕液濃度為 3mol/L，使用1L這樣的刻蝕液腐蝕掉32g銅后，刻蝕后殘液c（Fe³⁺）為2mol/L；經(jīng)過再生后，新的刻蝕液濃度為4.5 mol/L（反應(yīng)過程中溶液體積變化忽略不計）．

Answer 1

分析 （1）鐵粉過量，鐵離子和銅離子都與鐵反應(yīng)，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（2）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算出銅的物質(zhì)的量，再根據(jù)反應(yīng)反應(yīng)2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺計算出消耗鐵離子的物質(zhì)的量，從而得出消耗鐵離子的濃度，最后計算出腐蝕后殘夜中鐵離子濃度；計算出刻蝕后殘液中亞鐵離子、鐵離子和銅離子的物質(zhì)的量，再計算出加入過量鐵粉后的濾液中含有亞鐵離子的總物質(zhì)的量，結(jié)合質(zhì)量守恒定律計算出通入氯氣后新的刻蝕液中鐵離子的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算出鐵離子濃度．

解答 解：（1）加入過量鐵粉后，鐵離子和銅離子都與鐵粉反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu；
（2）32g銅的物質(zhì)的量為：$\frac{32g}{64g/mol}$=0.5mol，根據(jù)反應(yīng)2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺可知，0.5mol銅完全反應(yīng)消耗鐵離子的物質(zhì)的量為：0.5mol×2=1mol，則反應(yīng)消耗的鐵離子濃度為：$\frac{1mol}{1L}$=1mol/L，故腐蝕后殘夜中鐵離子濃度為：c（Fe³⁺）=3mol/L-1mol/=2mol/L；
腐蝕液中含有：n（Fe³⁺）=c（Fe³⁺）×1L=2mol、n（Cu²⁺）=0.5mol、n（Fe²⁺）=2n（Cu²⁺）=1mol，
加入過量鐵粉后，根據(jù)反應(yīng)2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu可知，溶濾液中含有亞鐵離子的總物質(zhì)的量為：n（Fe²⁺）=$\frac{3}{2}$n（Fe³⁺）+n（Cu²⁺）+n（Fe²⁺）=2mol×$\frac{3}{2}$+0.5mol+1mol=4.5mol，
根據(jù)質(zhì)量守恒，通入氯氣后新的腐蝕液中含有鐵離子的物質(zhì)的量為：n（Fe³⁺）=n（Fe²⁺）=4.5mol，
該濾液中鐵離子濃度為：$\frac{4.5mol}{1L}$=4.5mol/L，
故答案為：2； 4.5．

點評 本題考查了離子反應(yīng)的計算、離子方程式的書寫，題目難度中等，注意掌握離子方程式的書寫原則，明確物質(zhì)的量濃度的概念及計算方法，（2）中計算新的腐蝕液中鐵離子濃度為易錯點，注意明確計算方法．