Question

【題目】工業(yè)上可采用濕法技術(shù)從廢印刷電路板中回收純銅，其流程簡圖如下：

回答下列問題：

(1)開始時，將廢電路板“粉碎”的目的是__________。“操作”的名稱是_________________。

(2)某化學興趣小組同學為探究“溶浸”過程中反應的實質(zhì)，采用如圖所示的裝置，設計了如下對照實驗。

序號	實驗名稱	實驗步驟		實驗現(xiàn)象
Ⅰ	將銅片置于H2O2溶液中	先向A中加入0.5g光亮的銅片，再通過B加入30%的H2O2溶液	——————	開始無明顯現(xiàn)象，10小時后，溶液變?yōu)闇\藍色，銅表面附著一層藍色固體
Ⅱ	將銅片置于硫酸酸化的H2O2溶液中		再通過C加入8mL 5mol/L 的稀硫酸	開始銅片表面產(chǎn)生少量氣泡，隨著反應的進行，氣泡越來越多，溶液顏色為藍色，銅片表面保持光亮
Ⅲ	將銅片置于有氨水的H2O2溶液中		再快速通過C加入8mL 5mol/L的氨水	立即產(chǎn)生大量的氣泡，溶液顏色變?yōu)樯钏{色，銅片表面有一層藍色固體附著，產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復燃
Ⅳ	將銅片置于加有氨水和NH4Cl的H2O2溶液中	先向A中加入0.5g光亮的銅片和0.2g NH4Cl固體，再通過B加入30%的H2O2溶液	再快速通過C加入8mL 5mol/L的氨水	立即產(chǎn)生大量的氣泡，______，銅片表面依然保持光亮

①儀器A的名稱為______________________。

②實驗Ⅰ中反應的化學方程式為___________________________。

③實驗Ⅱ中產(chǎn)生的氣體是________（寫化學式），實驗Ⅱ比實驗Ⅰ/span>現(xiàn)象明顯的原因是__________。

④實驗Ⅲ中“溶液顏色變?yōu)樯钏{色”所發(fā)生反應的離子方程式為________________。

⑤實驗Ⅳ中空格處實驗現(xiàn)象為__________，加入NH4Cl的作用是______________。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，使反應更充分 過濾 三頸燒瓶 Cu+ H2O2=Cu(OH)2 O2 酸性條件下提高了H2O2的氧化性 Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O 溶液顏色變?yōu)樯钏{色 防止溶液中c(OH-)過高，生成Cu(OH)2沉淀

【解析】

本實驗目的是探究“溶浸”過程中反應的實質(zhì)，根據(jù)工業(yè)流程可知，銅在H2O2、NH3·H2O、NH4Cl溶液的共同作用下可以生成[Cu(NH3)4]Cl2，根據(jù)元素的化合價變化可知該過程中Cu被雙氧水氧化；對比實驗I和Ⅱ可知，在酸性環(huán)境下銅表面沒有藍色固體，可推測該藍色固體應為Cu(OH)2；同時酸性環(huán)境下，Cu與雙氧水的反應速率更快；根據(jù)活潑性關(guān)系可知該過程不可能產(chǎn)生氫氣，所以產(chǎn)生的氣體是雙氧水分解生成的氧氣，氣泡之所以越來越多，是生成的Cu2+起到了催化作用。

(1)“粉碎”可以增大接觸面積，使反應更加充分；廢電路板中加入雙氧水、氨氣、氯化銨溶液，得到銅氨溶液和殘渣，分離難溶性固體和溶液采用過濾方法，所以“操作”是過濾；

(2)①根據(jù)儀器A的結(jié)構(gòu)特點可知其名稱是三頸燒瓶；

②根據(jù)實驗I的現(xiàn)象可知銅片被緩慢氧化，且生成Cu(OH)2，方程式為：Cu+ H2O2= Cu(OH)2；

③根據(jù)分析可知實驗Ⅱ中產(chǎn)生的氣體是O2；酸性條件下提高了H2O2的氧化性，所以實驗Ⅱ比實驗Ⅰ現(xiàn)象明顯；

④含銅離子的溶液呈藍色，該實驗中溶液顏色變?yōu)樯钏{色，結(jié)合題目所給的工藝流程可知，加入氨水后溶液中生成[Cu(NH3)4]2+，根據(jù)元素守恒和電荷守恒可得離子方程式為：Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O；

⑤根據(jù)實驗Ⅲ的現(xiàn)象可知實驗Ⅳ中溶液顏色也應變?yōu)樯钏{色；根據(jù)實驗Ⅰ和實驗Ⅱ的對比可知酸性環(huán)境下沒有藍色固體生成，氯化銨水解使溶液顯酸性，所以其作用是防止溶液中c(OH-)過高，生成Cu(OH)2沉淀。