Question

【题目】工业上可采用湿法技术从废印刷电路板中回收纯铜，其流程简图如下：

回答下列问题：

(1)开始时，将废电路板“粉碎”的目的是__________。“操作”的名称是_________________。

(2)某化学兴趣小组同学为探究“溶浸”过程中反应的实质，采用如图所示的装置，设计了如下对照实验。

序号	实验名称	实验步骤		实验现象
Ⅰ	将铜片置于H2O2溶液中	先向A中加入0.5g光亮的铜片，再通过B加入30%的H2O2溶液	——————	开始无明显现象，10小时后，溶液变为浅蓝色，铜表面附着一层蓝色固体
Ⅱ	将铜片置于硫酸酸化的H2O2溶液中		再通过C加入8mL 5mol/L 的稀硫酸	开始铜片表面产生少量气泡，随着反应的进行，气泡越来越多，溶液颜色为蓝色，铜片表面保持光亮
Ⅲ	将铜片置于有氨水的H2O2溶液中		再快速通过C加入8mL 5mol/L的氨水	立即产生大量的气泡，溶液颜色变为深蓝色，铜片表面有一层蓝色固体附着，产生的气体能使带火星的木条复燃
Ⅳ	将铜片置于加有氨水和NH4Cl的H2O2溶液中	先向A中加入0.5g光亮的铜片和0.2g NH4Cl固体，再通过B加入30%的H2O2溶液	再快速通过C加入8mL 5mol/L的氨水	立即产生大量的气泡，______，铜片表面依然保持光亮

①仪器A的名称为______________________。

②实验Ⅰ中反应的化学方程式为___________________________。

③实验Ⅱ中产生的气体是________（写化学式），实验Ⅱ比实验Ⅰ/span>现象明显的原因是__________。

④实验Ⅲ中“溶液颜色变为深蓝色”所发生反应的离子方程式为________________。

⑤实验Ⅳ中空格处实验现象为__________，加入NH4Cl的作用是______________。

Answer 1

【答案】增大接触面积，使反应更充分 过滤 三颈烧瓶 Cu+ H2O2=Cu(OH)2 O2 酸性条件下提高了H2O2的氧化性 Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O 溶液颜色变为深蓝色 防止溶液中c(OH-)过高，生成Cu(OH)2沉淀

【解析】

本实验目的是探究“溶浸”过程中反应的实质，根据工业流程可知，铜在H2O2、NH3·H2O、NH4Cl溶液的共同作用下可以生成[Cu(NH3)4]Cl2，根据元素的化合价变化可知该过程中Cu被双氧水氧化；对比实验I和Ⅱ可知，在酸性环境下铜表面没有蓝色固体，可推测该蓝色固体应为Cu(OH)2；同时酸性环境下，Cu与双氧水的反应速率更快；根据活泼性关系可知该过程不可能产生氢气，所以产生的气体是双氧水分解生成的氧气，气泡之所以越来越多，是生成的Cu2+起到了催化作用。

(1)“粉碎”可以增大接触面积，使反应更加充分；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”是过滤；

(2)①根据仪器A的结构特点可知其名称是三颈烧瓶；

②根据实验I的现象可知铜片被缓慢氧化，且生成Cu(OH)2，方程式为：Cu+ H2O2= Cu(OH)2；

③根据分析可知实验Ⅱ中产生的气体是O2；酸性条件下提高了H2O2的氧化性，所以实验Ⅱ比实验Ⅰ现象明显；

④含铜离子的溶液呈蓝色，该实验中溶液颜色变为深蓝色，结合题目所给的工艺流程可知，加入氨水后溶液中生成[Cu(NH3)4]2+，根据元素守恒和电荷守恒可得离子方程式为：Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O；

⑤根据实验Ⅲ的现象可知实验Ⅳ中溶液颜色也应变为深蓝色；根据实验Ⅰ和实验Ⅱ的对比可知酸性环境下没有蓝色固体生成，氯化铵水解使溶液显酸性，所以其作用是防止溶液中c(OH-)过高，生成Cu(OH)2沉淀。