题目内容

19．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，流程简图如下：

回答下列问题：
（1）反应Ⅰ是将Cu转化为Cu（NH3）2+4，反应中H2O2 的作用是作氧化剂．
（2）反应II是铜氨溶液中的Cu（NH3）2+4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（填序号）ab．
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）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、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．
（4）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．

分析 废电路板中加入双氧水、氨气、氯化铵溶液，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，以石墨为电极电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电、阴极上铜离子放电；从硫酸铜溶液中获取胆矾，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；
（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）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；
（4）电解硫酸铜溶液时能得到硫酸，硫酸能循环利用．

解答 解：废电路板中加入双氧水、氨气、氯化铵溶液，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，以石墨为电极电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电、阴极上铜离子放电；从硫酸铜溶液中获取胆矾，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；故答案为：作氧化剂；
（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=2NH4++2NH3+CuR2；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=2NH4++2NH3+CuR2；分液漏斗；ab；
（3）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；
（4）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；故答案为：H2SO4．

点评 本题考查物质分离和提纯方法的综合应用，题目难度较大，涉及基本实验操作、氧化还原反应、电解原理等知识，试题侧重考查学生实验操作规范性、知识综合应用能力，易错点是（4）题，合理把握图1中流程简图为解答关键．

练习册系列答案
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9．工业上SnSO4是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业，其制备路线如下：

提示：①已知在酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式．
②已知Ksp[Sn（OH）2]=1.0×10-26
回答下列问题：
（1）SnCl2用盐酸而不用水直接溶解的原因是抑制Sn2+水解，加入Sn粉的作用是防止Sn2+被氧化．
（2）反应I生成的沉淀为SnO，写出该反应的离子方程式Sn2++CO32-═SnO↓+CO2↑．
（3）检验沉淀已经“漂洗”干净的方法取最后一次洗涤液，向其中加入AgNO3溶液，若无沉淀，则说明洗涤干净．
（4）反应Ⅱ硫酸的作用之一是控制溶液的pH，若溶液中c（Sn2+）=1.0mol•L-1，则应控制溶液pH
小于1．
（5）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，请写出发生反应的离子方程式Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O．
10．丁香醛是常用的一种食用香精．存在下列转化关系：

（1）B的分子式为C9H11Cl，C中含氧官能团的名称为羟基．
（2）反应②的化学方程式为．
（3）A发生加聚反应所得产物的结构简式为．
（4）与A含有相同官能团的芳香族化合物的同分异构体还有5种（不考虑顺反异构），其中只有一个取代基且不含甲基的物质的结构简式为．
7．（1）X原子在第二能层上只有一个空轨道，该元素名称是碳，画出它的原子结构示意图，它的电子排布共有3个能级，5个轨道，核外电子有6种运动状态，价电子轨道表示式，原子中能量最高的电子，其电子云在空间有x，y，z3个方向，原子轨道呈现纺锤形，它的最简单氢化物中键角是109°28′，其中心原子杂化类型为sp3，分子中含sp3-s（填成键的原子轨道名称）σ键
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14．用NA表示阿伏加德罗常数的值．下列叙述正确的是（　　）
A．1L 1mol•L-1的两种强酸溶液中，所含氢离子数目均为NA
B．T℃时，1 L pH=6纯水中，含10-6NA个OH-
C．1L浓度为1mol•L-1的Na2CO3溶液中含有NA个CO32-
D．标准状况下22.4LHCl气体溶于水，其溶液中H+数为NA
4．下列说法中，正确的是（　　）
A．对已达到化学平衡的反应：2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g）△H=-akJ/mol，增大压强，a值增大
B．凡是氧化还原反应，都是放热反应
C．KW随温度、浓度的改变而改变
D．弱电解质的电离程度，与温度、浓度均有关系
11．下列反应的离子方程式正确的是（　　）
A．将NaOH固体加入热的浓NH4HSO3溶液中：NH4++OH- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O
B．滴有稀硫酸的淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝：2I-+O2+4H+═I2+2H2O
C．SO2使酸性KMnO4溶液褪色：5SO2+2MnO4-+2H2O═5SO42-+2Mn2++4H+
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8．对羟基苯甲酸丁酯（俗称尼泊金丁酯）可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得．以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：
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②D可与银氨溶液反应生成银镜；
③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为l：1．

回答下列问题：
（1）B中所含官能团的名称为氯原子；B生成C的反应类型为取代反应；
（2）D的结构简式为；
（3）由E生成F的化学反应方程式为+3NaOH$\stackrel{高温高压}{→}$+NaCl+2H2O；
（4）某种结构的丁醇不能发生催化氧化反应，写出由G与该丁醇生成对羟基苯甲酸丁酯的反应方程式+（CH3）3COH $→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$+H2O；
（5）G的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有9种，其中核磁共振氢谱有4种不同化学环境的氢的是（任写一种结构简式）．
9．下列说法正确的是（　　）
A．P和S属于第三周期元素，P的第一电离能比S小
B．Na和Rb属于第ⅠA族元素，Rb失电子能力比Na强
C．C和Si属于第ⅣA族元素，Si比C更容易和氢气反应
D．Cl和Br属于第ⅦA族元素，HClO4酸性比HBrO4弱

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