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废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍.湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品.某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆
题目详情
废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍.湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品.某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程简图1如下:
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(1)反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)42+,反应中H2O2的作用是___. 操作①的名称:___.
(2)反应Ⅱ是铜氨溶液中的Cu(NH3)42+与有机物RH反应,写出该反应的离子方程式:___.操作②用到的主要仪器名称为___,其目的是(填序号)___.
a.富集铜元素 b.使铜元素与水溶液中的物质分离 c.增加Cu2+在水中的溶解度
(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和___.若操作③使用图2装置,图中存在的错误是___.
(4)操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液.阴极析出铜,阳极产物是___.操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是___.
(5)流程中有三处实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是___.
循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是___.
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(1)反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)42+,反应中H2O2的作用是___. 操作①的名称:___.
(2)反应Ⅱ是铜氨溶液中的Cu(NH3)42+与有机物RH反应,写出该反应的离子方程式:___.操作②用到的主要仪器名称为___,其目的是(填序号)___.
a.富集铜元素 b.使铜元素与水溶液中的物质分离 c.增加Cu2+在水中的溶解度
(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和___.若操作③使用图2装置,图中存在的错误是___.
(4)操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液.阴极析出铜,阳极产物是___.操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是___.
(5)流程中有三处实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是___.
循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是___.
▼优质解答
答案和解析
废电路板中加入H2O2、NH3、NH4Cl溶液,得到铜氨溶液和残渣,分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,所以操作①是过滤,反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)42+,Cu元素化合价由0价变为+2价,所以Cu是还原剂,则双氧水是氧化剂,将Cu氧化;反应Ⅱ是铜氨溶液中的Cu(NH3)42+与有机物RH反应,生成CuR2,同时生成NH4+和NH3;
互不相溶的液体采用分液方法分离,所以操作②是分液;向有机层中加入稀硫酸,根据流程图知,生成CuSO4和HR,然后采用分液方法分离得到HR,以石墨为电极电解CuSO4溶液时,阳极上OH-放电、阴极上Cu2+ 放电;从CuSO4溶液中获取胆矾,采用加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法得到晶体.
(1)双氧水具有氧化性,能氧化还原性物质Cu,所以双氧水作氧化剂;分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,该混合溶液中贵重金属是难溶物、铜氨溶液是液体,所以操作①是过滤,
故答案为:氧化剂;过滤;
(2)反应Ⅱ是铜氨溶液中的Cu(NH3)42+与有机物RH反应生成CuR2,同时生成NH4+和NH3,根据反应物和生成物书写该反应的离子方程式Cu(NH3)42++2RH=CuR2+2NH4++2NH3↑;分离互不相溶的液体采用分液方法,分液时常用分液漏斗,分液的目的是富集铜元素、使铜元素与水溶液中的物质分离,所以ab正确,
故答案为:Cu(NH3)42++2RH=CuR2+2NH4++2NH3↑;分液漏斗;ab;
(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应相当于复分解反应,所以生成CuSO4和RH,分液时分液漏斗下端要紧靠烧杯内壁,且分液漏斗内不能盛放太多溶液,
故答案为:RH;分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁;液体过多;
(4)以石墨为电极电解硫酸铜溶液时,阳极上氢氧根离子放电、阴极上铜离子放电,所以阳极上生成O2,同时有大量的H+生成,且SO42-也向阳极移动在阳极积累,因此阳极产物还有H2SO4;从溶液中获取晶体采用加热浓缩、冷却结晶、过滤方法,
故答案为:O2、H2SO4;加热浓缩、冷却结晶、过滤;
(5)电解硫酸铜溶液时能得到硫酸,在反应III中用到硫酸,所以H2SO4能循环利用;氯化铵电离出的铵根离子抑制一水合氨电离而降低溶液碱性,从而抑制氢氧化铜生成,
故答案为:H2SO4;防止由于溶液中c(OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀.
互不相溶的液体采用分液方法分离,所以操作②是分液;向有机层中加入稀硫酸,根据流程图知,生成CuSO4和HR,然后采用分液方法分离得到HR,以石墨为电极电解CuSO4溶液时,阳极上OH-放电、阴极上Cu2+ 放电;从CuSO4溶液中获取胆矾,采用加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法得到晶体.
(1)双氧水具有氧化性,能氧化还原性物质Cu,所以双氧水作氧化剂;分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,该混合溶液中贵重金属是难溶物、铜氨溶液是液体,所以操作①是过滤,
故答案为:氧化剂;过滤;
(2)反应Ⅱ是铜氨溶液中的Cu(NH3)42+与有机物RH反应生成CuR2,同时生成NH4+和NH3,根据反应物和生成物书写该反应的离子方程式Cu(NH3)42++2RH=CuR2+2NH4++2NH3↑;分离互不相溶的液体采用分液方法,分液时常用分液漏斗,分液的目的是富集铜元素、使铜元素与水溶液中的物质分离,所以ab正确,
故答案为:Cu(NH3)42++2RH=CuR2+2NH4++2NH3↑;分液漏斗;ab;
(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应相当于复分解反应,所以生成CuSO4和RH,分液时分液漏斗下端要紧靠烧杯内壁,且分液漏斗内不能盛放太多溶液,
故答案为:RH;分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁;液体过多;
(4)以石墨为电极电解硫酸铜溶液时,阳极上氢氧根离子放电、阴极上铜离子放电,所以阳极上生成O2,同时有大量的H+生成,且SO42-也向阳极移动在阳极积累,因此阳极产物还有H2SO4;从溶液中获取晶体采用加热浓缩、冷却结晶、过滤方法,
故答案为:O2、H2SO4;加热浓缩、冷却结晶、过滤;
(5)电解硫酸铜溶液时能得到硫酸,在反应III中用到硫酸,所以H2SO4能循环利用;氯化铵电离出的铵根离子抑制一水合氨电离而降低溶液碱性,从而抑制氢氧化铜生成,
故答案为:H2SO4;防止由于溶液中c(OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀.
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