题目内容
【题目】据统计,我国每年报废的手机超过1亿部,若不进行有效回收利用,会造成巨大的浪费和污染。同学们对废旧手机中的金属回收产生兴趣。
【提出问题】从废旧手机中可以回收到哪些有价值的金属?如何回收?
【查阅资料】
Ⅰ.手机电路板中的金属及其价格如下表所示:
种类 | Fe | Cu | Al | Ni | Au | Ag | Pd(钯) |
市场价格/($/t) | 365 | 7175.5 | 1710.5 | 14235 | 4.7×107 | 7.6×105 | 2.7×107 |
矿石中含量 | 72.4 | 0.87 | 29.1 | 1.02 | 4 | 120 | 0.4 |
手机电路板中含量 | 5 | 13 | 1 | 0.1 | 350 | 1380 | 210 |
说明:Fe、Cu、Al、Ni的含量用质量分数(%)表示,Au、Ag、Pd的含量的单位为“g/t”。
Ⅱ.Ni的金属活动性位于氢前;Pd的金属活动性位于氢后;NiCl2溶液为绿色。
Ⅲ.2Cu + O2 + 2H2SO4 2CuSO4 + 2H2O
【实验方案】
第一步:选择值得回收的金属。
依据资料Ⅰ中的数据,废旧手机中有回收价值的金属有Au、Ag、Cu、Pd,原因是:①它们的市场价格较高;②________________。
第二步:设计实验分离、回收部分金属。
序号 | 实验步骤 | 实验现象 |
I | 取一废旧手机电路板,用电吹风机靠近电路焊接点的焊锡吹热风,一段时间后,用镊子将金属电路从塑料板中拽出 | 焊锡熔化 |
II | 将金属电路放入烧杯中,加入过量稀盐酸浸泡 | …… |
III | 取II中未溶解的金属电路,用蒸馏水洗净后,放入如图所示装置中,进行实验。 | 溶液逐渐变成蓝色,仍有微量金属固体未溶解 |
IV | 过滤III中烧杯中的物质,洗涤滤纸上的物质 | 滤纸上仍有微量金属固体 |
V | …… | …… |
【问题讨论】
⑴ 由步骤I中的现象,可推知的焊锡的物理性质是________;
⑵ 步骤II对应的实验现象是________________;
⑶ 步骤II所得溶液中,至少含有溶质有______种;
⑷ 步骤V的操作是:“向步骤Ⅳ获得滤液中加入一定量铁粉”,若该实验过程加入铁粉前后溶液中主要离子变化示意图如图所示。
① 图中“”所代表微粒的符号为________;
② 充分反应后过滤,滤纸上固体物质是________(写化学式)。
【答案】 Au、Ag、Cu、Pd在电路板中的含量高于其在矿石中的含量 熔点低 溶液变为绿色,有气泡产生 4 Fe2+ Cu
【解析】【实验方案】根据表格中的信息可得Au、Ag、Cu、Pd有回收价值是因为,Au、Ag、Cu、Pd在收集电路板中的含量高于其在矿石中的含量。
【问题讨论】
(1)由步骤I中的现象焊锡熔化,可推知的焊锡的物理性质是熔点低;
(2)将金属电路放入烧杯中,加入足量稀盐酸浸泡,铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,氯化亚铁溶液是绿色的,镍与盐酸反应生成NiCl2溶液也为绿色,步骤II对应的实验现象是溶液变成绿色,有无色气泡产生;
(3)将金属电路放入烧杯中,加入足量稀盐酸浸泡,因为Fe、Al、Ni排在氢的前面,因此步骤II所得溶液中,一定含有的金属元素是Fe、Al、Ni;
(4)因为现象是得到红色固体,因此步骤V的操作是向IV中得到的滤液中加入铁片,铁置换出硫酸铜中的铜,同时生成亚铁离子。“”代表Fe2+,过滤得到铜。
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