鉛、銅是芯片焊接和封裝工藝過程中常用的金屬材料,采用“火法工藝”和“濕法工藝”均可將鉛冰銅冶煉成鉛和銅。
已知:i.鉛冰銅成分:Cu2S、PbS及少量FeS、ZnS;富冰銅主要成分:Cu2S、FeS。
ii.Cu2S、PbS難溶于酸,F(xiàn)eS、ZnS可溶于酸。
iii.0.1mol?L-1Fe2+沉淀為Fe(OH)2,起始的pH為6.3,完全沉淀的pH為8.3;0.1mol?L-1Fe3+沉淀為FeOOH,起始的pH為1.5,完全沉淀的pH為2.8。
Ⅰ.火法工藝:
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(1)“第一次熔煉”過程中,控制空氣用量可使鐵以FeS的形式留在富冰銅中。
①“熔煉”時鐵可以將PbS中的鉛置換出來,化學(xué)方程式是 PbS+Fe 高溫 Pb+FeSPbS+Fe 高溫 Pb+FeS。
②富冰銅中的Cu2S轉(zhuǎn)化生成1mol銅時,理論上至少需要反應(yīng) 0.50.5molO2。
③控制空氣用量進(jìn)行二次熔煉而不能使用足量空氣一次性熔煉的原因是 Pb不能以單質(zhì)形式析出;焦炭、鐵等原料消耗過多;銅的產(chǎn)量和純度受到影響等Pb不能以單質(zhì)形式析出;焦炭、鐵等原料消耗過多;銅的產(chǎn)量和純度受到影響等。
Ⅱ.濕法工藝:
![](http://img.jyeoo.net/quiz/images/svg/202312/28/8a388eb9.png)
(2)“酸浸”過程是用過量稀硫酸浸取鉛冰銅。
①氧氣可將Cu2S氧化成硫和Cu2+,酸浸液中的陽離子還有 H+、Fe3+、Zn2+H+、Fe3+、Zn2+。
②廢電解液不能循環(huán)使用次數(shù)過多,原因是 電解液循環(huán)多次后,溶液中積累的Fe2+、Zn2+濃度增加,電解時可能放電析出,降低Cu的純度電解液循環(huán)多次后,溶液中積累的Fe2+、Zn2+濃度增加,電解時可能放電析出,降低Cu的純度。
(3)用廢電解液制備ZnSO4和鐵黃。
①經(jīng)氧氣處理后的廢電解液中。c(Fe3+)實際濃度大于0.1mol?L-1,則用ZnO調(diào)節(jié)溶液pH <<1.5(填“>”、“<”或“=”)時開始有FeOOH沉淀析出。
②廢電解液中Fe2+轉(zhuǎn)化為鐵黃的離子方程式是 4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+。
(4)“濕法工藝”與“火法工藝”處理鉛冰銅相比,濕法工藝的優(yōu)點是 反應(yīng)條件溫和、不產(chǎn)生SO2污染物、廢電解液等物質(zhì)循環(huán)利用反應(yīng)條件溫和、不產(chǎn)生SO2污染物、廢電解液等物質(zhì)循環(huán)利用。
高溫
高溫
【答案】PbS+Fe Pb+FeS;0.5;Pb不能以單質(zhì)形式析出;焦炭、鐵等原料消耗過多;銅的產(chǎn)量和純度受到影響等;H+、Fe3+、Zn2+;電解液循環(huán)多次后,溶液中積累的Fe2+、Zn2+濃度增加,電解時可能放電析出,降低Cu的純度;<;4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+;反應(yīng)條件溫和、不產(chǎn)生SO2污染物、廢電解液等物質(zhì)循環(huán)利用
高溫
【解答】
【點評】
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