Question

【題目】印刷電路板（簡稱PCB）是電子產品的重要組成部分，在PCB的加工過程中，常采用堿性蝕刻法，蝕刻后的廢液中存在大量的[Cu(NH3)4]C12，如果直接排放不僅造成資源浪費，而且污染環境。下圖是堿性蝕刻制PCB，并利用蝕刻廢液制堿式碳酸銅（Cu2(OH)2CO3）的工藝流程。

（1）堿性蝕刻時發生反應的化學方程式為_____________________________________。

（2）濾液a的溶質主要是__________。（化學式）

（3）不同的氨銅比和碳銅比條件下溶解CuO得A溶液，實驗結果如下圖。該反應的最佳實驗條件為_______________________________。（氨銅比指n(NH3)∶n(CuO)，碳銅比指n(NH4HCO3)∶n(CuO) ）

（4）A溶液主要含[Cu(NH3)n]2+，對溶液中析出的無水碳酸鹽進行分析后，測得元素質量分數為N：17.5%，Cu：39.7%，則此藍色晶體的化學式是____________。

（5）寫出真空蒸氨反應的化學方程式__________________________________________。

（6）蒸氨時，如果選擇在常壓80℃條件下進行，即使反應24小時，也僅有少量氨蒸出，且不Cu2(OH)2CO3沉淀析出。原因為______________________________________。

（7）除流程中標出的循環使用的物質外，還可循環使用的物質有__________。

（8）已知某次實驗從0.4L 含Cu元素140g/L的蝕刻廢液獲得堿式碳酸銅82.5g，則Cu元素回收率為_____________（結果保留至1%）。

Answer 1

【答案】 2Cu + O2 + 4NH3·H2O + 4NH4Cl =2 [Cu(NH3)4]C12 + 6H2O NaCl 氨銅比3.0:1，碳銅比1.25:1 [Cu(NH3)2]CO3 2[Cu(NH3)2] CO3+ H2O == Cu2(OH)2CO3↓+ 4NH3↑ + CO2↑ 氨氣極易溶于水，常壓不容易蒸出，且[Cu(NH3)2]2+穩定 氣體a（或NH3） 85%

【解析】(1)堿性蝕刻時，蝕刻后的廢液中存在大量的[Cu(NH3)4]C12，Cu、 O2、NH3·H2O 和NH4Cl反應生成[Cu(NH3)4]C12，反應的化學方程式為2Cu + O2 + 4NH3·H2O + 4NH4Cl =2 [Cu(NH3)4]C12 + 6H2O，故答案為：2Cu + O2 + 4NH3·H2O + 4NH4Cl =2 [Cu(NH3)4]C12 + 6H2O；

(2)[Cu(NH3)4]C12中加入氫氧化鈉溶液加熱生成氧化銅，和氣體a，氣體a應該為氨氣，根據質量守恒，濾液a的溶質主要是NaCl，故答案為：NaCl；

(3)根據圖像，氨銅比3.0:1，碳銅比1.25:1時CuO的溶解率較高，最佳實驗條件為氨銅比3.0:1，碳銅比1.25:1，故答案為：氨銅比3.0:1，碳銅比1.25:1；

(4)A溶液主要含[Cu(NH3)n]2+，對溶液中析出的無水碳酸鹽進行分析后，測得元素質量分數為N：17.5%，Cu：39.7%，則n(NH3)：n(Cu)= ： =2:1，此藍色晶體的化學式為[Cu(NH3)2]CO3，故答案為：[Cu(NH3)2]CO3；

(5)根據流程圖，真空蒸氨時，[Cu(NH3)2]CO3分解放出氨氣，同時生成Cu2(OH)2CO3↓，反應的化學方程式為2[Cu(NH3)2] CO3+ H2O == Cu2(OH)2CO3↓+ 4NH3↑ + CO2↑，故答案為：2[Cu(NH3)2] CO3+ H2O == Cu2(OH)2CO3↓+ 4NH3↑ + CO2↑；

(6)氨氣極易溶于水，常壓不容易蒸出，且[Cu(NH3)2]2+穩定，因此在常壓80℃條件下進行，即使反應24小時，也僅有少量氨蒸出，故答案為：氨氣極易溶于水，常壓不容易蒸出，且[Cu(NH3)2]2+穩定；

(7)根據流程圖，氣體a為氨氣，濾液a的溶質主要是NaCl，氨氣可以被循環使用，故答案為：氣體a(或NH3)；

(8)82.5g堿式碳酸銅中含有銅元素的質量=82.5g×=47.41g，Cu元素回收率=×100%=85%，故答案為：85%。