题目内容

14．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，流程简图如图1：
回答下列问题：

（1）反应Ⅰ是将Cu转化为Cu（NH3 ）42+，反应中H2O2 的作用是氧化剂．写出操作 ①的名称：过滤．
（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：Cu（NH3）42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2．操作②用到的主要仪器名称为分液漏斗，其目的是ab（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RH．  若操作③使用图2装置，图中存在的错误是分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁，液体过多；
（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O2和H2SO4．操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是加热浓缩、冷却结晶、过滤．
（5）流程中有三次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H2SO4．循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是H2SO4防止由于溶液中c（OH-）过高，生成Cu（OH）2沉淀．

分析 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，分离难溶性固体和溶液采用过滤方法；
（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为；分离互不相溶的液体采用分液方法，分液时常用分液漏斗；
（3）反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成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；
（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，SO42-向阳极移动；从溶液中获取晶体采用加热浓缩、冷却结晶、过滤方法；
（5）电解硫酸铜溶液时能得到硫酸，硫酸能循环利用；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．

解答 解：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．

点评 本题为2015年高考题，考查物质分离和提纯，涉及基本实验操作、氧化还原反应、电解原理等知识点，侧重考查学生实验操作规范性、知识综合应用能力等，明确化学原理及基本操作原理是解本题关键，易错点是硫酸是否能循环利用的判断．

练习册系列答案
相关题目
4．下列关于物质或离子检验的叙述正确的是（　　）
A．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3+，无Fe2+
B．灼烧白色粉末，火焰成黄色，证明原粉末中有Na+，无K+
C．气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气
D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2
5．能在稳定人体血液的pH中起作用的离子是（　　）
A．Na+B．Cl-C．HCO3-D．Fe2+
2．下列叙述正确的是（　　）
A．用加热法除去NaOH固体中混有的NH4Cl固体．
B．向Al2（SO4）3溶液中滴加过量的NaOH溶液制备Al（OH）3
C．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，说明SO2具有漂白性
D．向水玻璃中滴加盐酸制备硅酸
9．有机化合物J是治疗心脏病药物的一种中间体，分子结构中含有3个六元环．其中一种合成路线如下：

已知：
①A既能发生银镜反应，又能与FeCl3溶液发生显色反应，其核磁共振氢谱显示有4种氢，且峰面积之比为1：2：2：1．②有机物B是一种重要的石油化工产品，其产量可用来衡量国家的石油化工发展水平．

③
回答以下问题：
（1）A中含有的官能团名称是醛基、羟基．
（2）写出有机反应类型B→C加成反应，F→G消去反应．
（3）写出F生成G的化学方程式
（4）写出J的结构简式．
（5）E的同分异构体有多种，写出其中一种符合以下要求的E的同分异构体的结构简式任意一种．
①与FeCl3溶液发生显色反应 ②能发生银镜反应
③苯环上只有两个对位取代基 ④能发生水解反应．
19．水的摩尔质量和1mol水的质量分别是（　　）
A．18，18B．18g，18gC．18g/mol，18gD．18g，18g/mol
6．（1）硫酸生产过程中涉及以下反应．已知25℃、l0l kPa时：
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（l）═2H2SO4（l）△H=-457kJ•mol-1
SO3（g）+H2O（l）═H2SO4（l）△H=-130kJ•mol-1
则SO2催化氧化反应中，每生成l mol SO3（g）的焓变为-98.5kJ•mol-1
①甲图是SO2催化氧化反应时SO2（g）和SO3（g）的浓度随时间的变化情况．反应从开始到达到平衡时，用O2表示的平均反应速率为0.0375mol/（L．min）．

②在一容积可变的容器中充入20molSO2（g）和l0molO2（g），O2的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图乙所示．则P1与P2的大小关系是P1＜ P2（填＞、=或＜）；A、B、C三点的平衡常数大小关系是KA=KB＞KC（用KA、KB、KC和＞、=、＜表示）．
（2）为研究SO2催化氧化时温度对SO2平衡转化率的影响，进行如下试验．取100L原料气（体积分数为SO27%、O2 11%、N282%）使之发生反应，在10l kPa下达平衡，得以下数据：
温度/℃500525550575600
平衡转化率/%93.590.585.680.073.7
根据上述数据，575℃达平衡时，SO3的体积分数为5.8%（保留一位小数）．
（3）①如果相同物质的量的SO2与NH3溶于水，发生反应的离子方程式为SO2+NH3+H2O=NH4++HSO3-，所得溶液中c（H+）-c（OH-）=cd（填序号）．
a．c（SO32-）-c（H2SO3）                b．c（HSO3-）+c（SO32-）-c（NH4+）
c．c（SO32-）+c（NH3•H2O）-c（H2SO3）    d．c（HSO3-）+2c（SO32-）-c（NH4+）
②工业上用足量氨水吸收硫酸工业废气，吸收SO2后的碱性溶液还可用于Cl2的尾气处理，吸收Cl2后的溶液一定存在的阴离子有OH-和Cl-、SO42-．
3．运用化学原理知识研究化学对于人类的生产生活、科研意义重大．
（1）工业上以黄铜矿（主要成分：CuFeS2，其中S为-2价）为原料，采用火法熔炼工艺生产粗铜．CuFeS2中Fe的化合价为+2，熔炼过程中所得炉渣的主要成分有FeO、Fe2O3、SiO2，Al2O3等，若要利用炉渣制取铁红，下列实验操作不需要的是C（填写字母代号）．
A．溶解    B．过滤    C．蒸发结晶    D．灼烧
（2）Mg（OH）2是水垢的主要成分之一，用氯化铵溶液浸泡：可以溶解Mg（OH）2，请结合沉淀溶解平衡移动原理解释其原因溶液中存在Mg（OH）2（s）?Mg2+（aq）+2OH-（aq），加入氯化铵溶液浸泡时，发生NH4++OH-=NH3•H2O，平衡右移，促进Mg（OH）2的溶解．
（3）研究发现CuCl2溶液中铜、氯元素的存在形式为Cu（H2O）42+、CuCl42-，电解CuCl2溶液一段时间，阳极产生2.24L（标准状况）黄绿色气体，阴极析出红色物质，试计算该过程中共转移电子0.2mol，若要使电解质溶液恢复至原浓度，应向电解后的溶液中加入（填化学式及物质质量）13.5gCuCl2．
（4）Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂．电解法制备Na2FeO4的装置如图所示：
请根据图示回答：电解过程的化学方程式为Fe+2OH-+2H2O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$FeO42-+3H2↑；电路中每通过0.6mol电子在Ni电极上产生的气体在标况下的体积为6.72L．
4．下列物质之间的转化都能一步实现的是（　　）
A．Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3B．Al→Al2O3→Al（OH）3→NaAl（OH）4
C．N2→NH3→NO→NO2→HNO3→NO2D．S→SO3→H2SO4→SO2→Na2SO3→Na2SO4

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网