22.(2009·江苏单科,17)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,不符合环境保护理念的是________(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(×10-3
mol·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)在提纯后的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:(1)B会引起大气污染;D会造成土壤、水体重金属污染。
(2)总方程式为Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O,它可由题目提供的3个方程式得到:
故ΔH=64.39+(-196.46)×+(-285.84)=-319.68 kJ·mol-1
故Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH=-319.68 kJ·mol-1。
答案:(1)BD (2)Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l)ΔH=-319.68 kJ·mol-1 (3)H2O2分解速率加快 (4)2Cu2++SO+2Cl-+H2O2CuCl↓+SO+2H+
20.通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量
化学键的强弱,也可用于估算化学反应的反应热(ΔH),化学反应的ΔH等于反应中断裂旧
化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
化学键 |
Si-O |
Si-Cl |
H-H |
H-Cl |
Si-Si |
Si-C |
键能/kJ·mol-1 |
460 |
360 |
436 |
431 |
176 |
347 |
请回答下列问题:
(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”):SiC______Si;SiCl4______SiO2。
(2)工业上用高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)
该反应的反应热ΔH=________kJ·mol-1。
解析:本题主要考查键能的大小与物质性质及反应热之间的关系。(1)SiC与Si皆为原
子晶体,由于Si-C键能大于Si-Si键能,故SiC的熔点比Si高;SiCl4为分子晶体,
SiO2为原子晶体,前者的熔点低于后者。
(2)根据题意所给反应的旧化学键键能之和为:4×360 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1=2
312 kJ·mol-1,新化学键键能之和为4×431 kJ·mol-1+2×176 kJ·mol-1(每摩硅原子相
当于形成2 mol Si-Si)=2 076 kJ·mol-1,所以反应热为:2 312 kJ·mol-1-2 076
kJ·mol-1=236 kJ·mol-1。
答案:(1)> < (2)+236