铜制印刷电路板蚀刻液的选择及再生回收是研究热点。

(1)用HCl-FeCl₃溶液作蚀刻液

①该溶液蚀刻铜板时发生主要反应的离子方程式为_______。

②从废液中可回收铜并使蚀刻液再生。再生所用的试剂有Fe、_____和______(填化学式)。

(2)用酸性HCl- H₂O₂溶液作蚀刻液

用上述溶液蚀刻铜板时发生主要反应的离子方程式为__________。

(3)用HCl-CuCl₂溶液作蚀刻液

蚀刻铜后的废液中含Cu⁺ ，用如图所示方法可使蚀刻液再生并回收金属铜。

第一步BDD电极上生成强氧化性的氢氧自由基(HO﹒)：H₂O-e^-=HO﹒+H⁺；

第二步HO﹒氧化Cu⁺实现CuCl₂蚀刻液再生：______________(填离子方程式) 。

(4)用碱性CuCl₂溶液(用NH₃·H₂O-NH₄Cl调节pH)作蚀刻液

原理为：CuCl₂+ 4NH₃·H₂O=Cu(NH₃)₄Cl₂+4H₂O；Cu(NH₃)₄Cl₂+Cu=2Cu(NH₃)₂Cl

①过程中只须及时补充NH₃·H₂O和NH₄Cl就可以使蚀刻液再生，保持蚀刻能力。蚀刻液再生过程中作氧化剂的是__________(填化学式) 。

②50℃，c(CuCl₂)=2.5 mol·L^-1， pH对蚀刻速率的影响如图所示。适宜pH约为8.3~9.0，pH过小或过大，蚀刻速率均会减小的原因是_______________。

答案

2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺    HCl    Cl₂(或H₂O₂)    Cu+2H⁺+H₂O₂=Cu²⁺+2H₂O    H⁺+Cu⁺+HO﹒=Cu²⁺+H₂O    O₂    pH太低，NH₃·H₂O浓度小，Cu²⁺生成的和Cu⁺不能形成对应的配合物；pH太高，Cu²⁺或Cu⁺会转化为难溶性碱(或碱式盐)。   

【分析】

①Fe³⁺与铜发生氧化还原反应生成亚铁离子和铜离子；

②需要将亚铁离子氧化生成铁离子，且在盐酸溶液中进行再生蚀刻液，防止铁离子的水解；

(2)在酸性条件下，H₂O₂将Cu氧化为Cu²⁺，H₂O₂被还原产生H₂O，根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒书写反应方程式；

(3)阳极产生强氧化性的•OH，将Cu⁺氧化生成Cu²⁺，Cl^-通过阴离子交换膜进入阳极区可生成CuCl₂蚀刻液；

(4)①蚀刻液再生过程中作氧化剂的是氧气；

②pH太低，NH₃•H₂O浓度小；Cu²⁺和生成的Cu⁺不能形成对应的配合物，pH太高，Cu²⁺或Cu⁺会转化为难溶性碱(碱式盐)。

【详解】

(1)①Fe³⁺与铜板发生氧化还原反应，根据电子守恒、原子守恒，可得反应的离子方程式为：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；

②从废液中可回收铜并使蚀刻液再生，需要将亚铁离子氧化生成铁离子，且在盐酸溶液中进行再生蚀刻液，以防止铁离子的水解，所以再生所用的试剂有除了Fe，还需用HCl和Cl₂(或H₂O₂)；

(2)在酸性条件下，H₂O₂将Cu氧化为Cu²⁺，H₂O₂被还原产生H₂O，根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒，可得反应的离子方程式为：Cu+2H⁺+H₂O₂=Cu²⁺+2H₂O；

(3)由图可知，阳极产生强氧化性的•OH，在阳极上发生：H⁺+Cu⁺+•OH=Cu²⁺+H₂O，Cl^-通过阴离子交换膜进入阳极区可生成CuCl₂蚀刻液；

(4)①蚀刻液再生过程中作氧化剂的是溶解在溶液中的氧气；

②pH太低，NH₃•H₂O浓度小；Cu²⁺和生成的Cu⁺不能形成对应的配合物，pH太高，Cu²⁺或Cu⁺会转化为难溶性碱(或碱式盐)。

【点睛】

本题考查含铜工业废液的处理，涉及物质的再生、离子方程式的书写、电解原理的应用等。答题时注意把握题给信息，结合元素化合物知识分析解答。侧重考查学生的分析能力和实验能力。