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(xué)興趣小組同學(xué)為探究“溶浸”過程中反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，采用如圖所示的裝置，設(shè)計了如下對照實(shí)驗(yàn)。

序號	實(shí)驗(yàn)名稱	實(shí)驗(yàn)步驟		實(shí)驗(yàn)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(lán)色，銅表面附著一層藍(lán)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(yīng)的進(jìn)行，氣泡越來越多，溶液顏色為藍(lán)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{(lán)色，銅片表面有一層藍(lán)色固體附著，產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復(fù)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(shí)驗(yàn)Ⅰ中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________。

③實(shí)驗(yàn)Ⅱ中產(chǎn)生的氣體是________（寫化學(xué)式），實(shí)驗(yàn)Ⅱ比實(shí)驗(yàn)Ⅰ/span>現(xiàn)象明顯的原因是__________。

④實(shí)驗(yàn)Ⅲ中“溶液顏色變?yōu)樯钏{(lán)色”所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________。

⑤實(shí)驗(yàn)Ⅳ中空格處實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為__________，加入NH4Cl的作用是______________。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，使反應(yīng)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{(lán)色 防止溶液中c(OH-)過高，生成Cu(OH)2沉淀

【解析】

本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄?/span>“溶浸”過程中反應(yīng)的實(shí)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(shí)驗(yàn)I和Ⅱ可知，在酸性環(huán)境下銅表面沒有藍(lán)色固體，可推測該藍(lán)色固體應(yīng)為Cu(OH)2；同時酸性環(huán)境下，Cu與雙氧水的反應(yīng)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(yīng)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(diǎn)可知其名稱是三頸燒瓶；

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)Ⅱ比實(shí)驗(yàn)Ⅰ現(xiàn)象明顯；

④含銅離子的溶液呈藍(lán)色，該實(shí)驗(yàn)中溶液顏色變?yōu)樯钏{(lán)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(shí)驗(yàn)Ⅲ的現(xiàn)象可知實(shí)驗(yàn)Ⅳ中溶液顏色也應(yīng)變?yōu)樯钏{(lán)色；根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ的對比可知酸性環(huán)境下沒有藍(lán)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。