20.(10分)(2009·江苏)废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生,并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离,能得到非金属粉末和金属粉末。
(1)下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中,不符合环境保持理念的是________(填字母)。
A.热裂解形成燃油
B.露天焚烧
C.作为有机复合建筑材料的原料
D.直接填埋
(2)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:
Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g);
ΔH=64.39 kJ·mol-1
2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g);ΔH=-196.46 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)===H2O(l);ΔH=-285.84 kJ·mol-1
在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)控制其他条件相同,印刷电路板的金属粉末用10% H2O2和3.0 mol·L-1 H2SO4的混合溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)。
温度(℃) |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
铜平均溶解速率 (×10-3mol·L-1·min-1) |
7.34 |
8.01 |
9.25 |
7.98 |
7.24 |
6.73 |
5.76 |
当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降,其主要原因 是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在提纯后CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成CuCl沉淀。制备CuCl的离子方程式是__________________________________________
______________________________________________________________________。
解析:溶解Cu的化学方程式:Cu+2H++H2O2===Cu2++2H2O,由盖斯定律可得Cu(s)+2H+(aq)+H2O2(l)===Cu2+(aq)+2H2O(l);ΔH=64.39 kJ·mol-1+(-196.46 kJ·mol-1×)+(-285.84 kJ·mol-1)=-319.68 kJ·mol-1,第(3)问中Cu的溶解速率在温度较高时随温度升高,其溶解速率反而减小,主要原因是温度偏高时,H2O2分解速率加快而导致H2O2浓度变小影响反应速率;第(4)问中Cu元素由+2价变化至+1价,是利用了SO的还原性。
答案:(1)B、D
(2)Cu(s)+2H+(aq)+H2O2(l)===Cu2+(aq)+2H2O(l);
ΔH=-319.68 kJ·mol-1
(3)H2O2的分解速率加快
(4)2Cu2++SO+2Cl-+H2O2CuCl↓+SO+2H+