14.廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物,其中銅的含量達到礦石中的幾十倍.濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品.某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽礬,流程簡圖如圖1:
回答下列問題:

(1)反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3 )42+,反應(yīng)中H2O2 的作用是氧化劑.寫出操作 ①的名稱:過濾.
(2)反應(yīng)Ⅱ是銅氨溶液中的Cu(NH3 )42+與有機物RH反應(yīng),寫出該反應(yīng)的離子方程式:Cu(NH342++2RH=2NH4++2NH3+CuR2.操作②用到的主要儀器名稱為分液漏斗,其目的是ab(填序號).
a.富集銅元素
b.使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離
c.增加Cu2+在水中的溶解度
(3)反應(yīng)Ⅲ是有機溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和RH.  若操作③使用圖2裝置,圖中存在的錯誤是分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁,液體過多;
(4)操作④以石墨作電極電解CuSO4 溶液.陰極析出銅,陽極產(chǎn)物是O2和H2SO4.操作⑤由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾.
(5)流程中有三次實現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用,已用虛線標(biāo)出兩處,第三處的試劑是H2SO4.循環(huán)使用的NH4Cl在反應(yīng)Ⅰ中的主要作用是H2SO4防止由于溶液中c(OH-)過高,生成Cu(OH)2沉淀.

分析 廢電路板中加入H2O2、NH3、NH4Cl溶液,得到銅氨溶液和殘渣,分離難溶性固體和溶液采用過濾方法,所以操作①是過濾,反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH342+,Cu元素化合價由0價變?yōu)?2價,所以Cu是還原劑,則雙氧水是氧化劑,將Cu氧化;反應(yīng)Ⅱ是銅氨溶液中的Cu(NH342+與有機物RH反應(yīng),生成CuR2,同時生成NH4+和NH3;
互不相溶的液體采用分液方法分離,所以操作②是分液;向有機層中加入稀硫酸,根據(jù)流程圖知,生成CuSO4和HR,然后采用分液方法分離得到HR,以石墨為電極電解CuSO4溶液時,陽極上OH-放電、陰極上Cu2+ 放電;從CuSO4溶液中獲取膽礬,采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾的方法得到晶體;
(1)雙氧水具有氧化性,能氧化還原性物質(zhì),分離難溶性固體和溶液采用過濾方法;
(2)反應(yīng)Ⅱ是銅氨溶液中的Cu(NH342+與有機物RH反應(yīng)生成CuR2,同時生成NH4+和NH3,根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫該反應(yīng)的離子方程式為;分離互不相溶的液體采用分液方法,分液時常用分液漏斗;
(3)反應(yīng)Ⅲ是有機溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和RH,分液時分液漏斗下端要緊靠燒杯內(nèi)壁,且分液漏斗內(nèi)不能盛放太多溶液;
(4)以石墨為電極電解硫酸銅溶液時,陽極上氫氧根離子放電、陰極上銅離子放電,SO42-向陽極移動;從溶液中獲取晶體采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾方法;
(5)電解硫酸銅溶液時能得到硫酸,硫酸能循環(huán)利用;氯化銨電離出的銨根離子抑制一水合氨電離而降低溶液堿性.

解答 解:廢電路板中加入H2O2、NH3、NH4Cl溶液,得到銅氨溶液和殘渣,分離難溶性固體和溶液采用過濾方法,所以操作①是過濾,反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH342+,Cu元素化合價由0價變?yōu)?2價,所以Cu是還原劑,則雙氧水是氧化劑,將Cu氧化;反應(yīng)Ⅱ是銅氨溶液中的Cu(NH342+與有機物RH反應(yīng),生成CuR2,同時生成NH4+和NH3;
互不相溶的液體采用分液方法分離,所以操作②是分液;向有機層中加入稀硫酸,根據(jù)流程圖知,生成CuSO4和HR,然后采用分液方法分離得到HR,以石墨為電極電解CuSO4溶液時,陽極上OH-放電、陰極上Cu2+ 放電;從CuSO4溶液中獲取膽礬,采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾的方法得到晶體;
(1)雙氧水具有氧化性,能氧化還原性物質(zhì)Cu,所以雙氧水作氧化劑;分離難溶性固體和溶液采用過濾方法,該混合溶液中貴重金屬是難溶物、銅氨溶液是液體,所以操作①是過濾,
故答案為:氧化劑;過濾;
(2)反應(yīng)Ⅱ是銅氨溶液中的Cu(NH342+與有機物RH反應(yīng)生成CuR2,同時生成NH4+和NH3,根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫該反應(yīng)的離子方程式Cu(NH342++2RH=CuR2+2NH4++2NH3↑;分離互不相溶的液體采用分液方法,分液時常用分液漏斗,分液的目的是富集銅元素、使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離,所以ab正確,
故答案為:Cu(NH342++2RH=CuR2+2NH4++2NH3↑;分液漏斗;ab;
(3)反應(yīng)Ⅲ是有機溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)相當(dāng)于復(fù)分解反應(yīng),所以生成CuSO4和RH,分液時分液漏斗下端要緊靠燒杯內(nèi)壁,且分液漏斗內(nèi)不能盛放太多溶液,
故答案為:RH;分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁;液體過多;
(4)以石墨為電極電解硫酸銅溶液時,陽極上氫氧根離子放電、陰極上銅離子放電,所以陽極上生成O2,同時有大量的H+生成,且SO42-也向陽極移動在陽極積累,因此陽極產(chǎn)物還有H2SO4;從溶液中獲取晶體采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾方法,
故答案為:O2、H2SO4;加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾;
(5)電解硫酸銅溶液時能得到硫酸,在反應(yīng)III中用到硫酸,所以H2SO4能循環(huán)利用;氯化銨電離出的銨根離子抑制一水合氨電離而降低溶液堿性,從而抑制氫氧化銅生成,
故答案為:H2SO4;防止由于溶液中c(OH-)過高,生成Cu(OH)2沉淀.

點評 本題為2015年高考題,考查物質(zhì)分離和提純,涉及基本實驗操作、氧化還原反應(yīng)、電解原理等知識點,側(cè)重考查學(xué)生實驗操作規(guī)范性、知識綜合應(yīng)用能力等,明確化學(xué)原理及基本操作原理是解本題關(guān)鍵,易錯點是硫酸是否能循環(huán)利用的判斷.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.下列關(guān)于物質(zhì)或離子檢驗的敘述正確的是( 。
A.在溶液中加KSCN,溶液顯紅色,證明原溶液中有Fe3+,無Fe2+
B.灼燒白色粉末,火焰成黃色,證明原粉末中有Na+,無K+
C.氣體通過無水硫酸銅,粉末變藍,證明原氣體中含有水蒸氣
D.將氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁,證明原氣體是CO2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.能在穩(wěn)定人體血液的pH中起作用的離子是( 。
A.Na+B.Cl-C.HCO3-D.Fe2+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.下列敘述正確的是( 。
A.用加熱法除去NaOH固體中混有的NH4Cl固體.
B.向Al2(SO43溶液中滴加過量的NaOH溶液制備Al(OH)3
C.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,說明SO2具有漂白性
D.向水玻璃中滴加鹽酸制備硅酸

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.有機化合物J是治療心臟病藥物的一種中間體,分子結(jié)構(gòu)中含有3個六元環(huán).其中一種合成路線如下:

已知:
①A既能發(fā)生銀鏡反應(yīng),又能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),其核磁共振氫譜顯示有4種氫,且峰面積之比為1:2:2:1.②有機物B是一種重要的石油化工產(chǎn)品,其產(chǎn)量可用來衡量國家的石油化工發(fā)展水平.


回答以下問題:
(1)A中含有的官能團名稱是醛基、羥基.
(2)寫出有機反應(yīng)類型B→C加成反應(yīng),F(xiàn)→G消去反應(yīng).
(3)寫出F生成G的化學(xué)方程式
(4)寫出J的結(jié)構(gòu)簡式
(5)E的同分異構(gòu)體有多種,寫出其中一種符合以下要求的E的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式任意一種.
①與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng) ②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
③苯環(huán)上只有兩個對位取代基 ④能發(fā)生水解反應(yīng).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.水的摩爾質(zhì)量和1mol水的質(zhì)量分別是( 。
A.18,18B.18g,18gC.18g/mol,18gD.18g,18g/mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.(1)硫酸生產(chǎn)過程中涉及以下反應(yīng).已知25℃、l0l kPa時:
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)═2H2SO4(l)△H=-457kJ•mol-1
SO3(g)+H2O(l)═H2SO4(l)△H=-130kJ•mol-1
則SO2催化氧化反應(yīng)中,每生成l mol SO3(g)的焓變?yōu)?98.5kJ•mol-1
①甲圖是SO2催化氧化反應(yīng)時SO2(g)和SO3(g)的濃度隨時間的變化情況.反應(yīng)從開始到達到平衡時,用O2表示的平均反應(yīng)速率為0.0375mol/(L.min).

②在一容積可變的容器中充入20molSO2(g)和l0molO2(g),O2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(P)的變化如圖乙所示.則P1與P2的大小關(guān)系是P1< P2(填>、=或<);A、B、C三點的平衡常數(shù)大小關(guān)系是KA=KB>KC(用KA、KB、KC和>、=、<表示).
(2)為研究SO2催化氧化時溫度對SO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響,進行如下試驗.取100L原料氣(體積分?jǐn)?shù)為SO27%、O2 11%、N282%)使之發(fā)生反應(yīng),在10l kPa下達平衡,得以下數(shù)據(jù):
溫度/℃500525550575600
平衡轉(zhuǎn)化率/%93.590.585.680.073.7
根據(jù)上述數(shù)據(jù),575℃達平衡時,SO3的體積分?jǐn)?shù)為5.8%(保留一位小數(shù)).
(3)①如果相同物質(zhì)的量的SO2與NH3溶于水,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SO2+NH3+H2O=NH4++HSO3-,所得溶液中c(H+)-c(OH-)=cd(填序號).
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工業(yè)上用足量氨水吸收硫酸工業(yè)廢氣,吸收SO2后的堿性溶液還可用于Cl2的尾氣處理,吸收Cl2后的溶液一定存在的陰離子有OH-和Cl-、SO42-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

3.運用化學(xué)原理知識研究化學(xué)對于人類的生產(chǎn)生活、科研意義重大.
(1)工業(yè)上以黃銅礦(主要成分:CuFeS2,其中S為-2價)為原料,采用火法熔煉工藝生產(chǎn)粗銅.CuFeS2中Fe的化合價為+2,熔煉過程中所得爐渣的主要成分有FeO、Fe2O3、SiO2,Al2O3等,若要利用爐渣制取鐵紅,下列實驗操作不需要的是C(填寫字母代號).
A.溶解    B.過濾    C.蒸發(fā)結(jié)晶    D.灼燒
(2)Mg(OH)2是水垢的主要成分之一,用氯化銨溶液浸泡:可以溶解Mg(OH)2,請結(jié)合沉淀溶解平衡移動原理解釋其原因溶液中存在Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq),加入氯化銨溶液浸泡時,發(fā)生NH4++OH-=NH3•H2O,平衡右移,促進Mg(OH)2的溶解.
(3)研究發(fā)現(xiàn)CuCl2溶液中銅、氯元素的存在形式為Cu(H2O)42+、CuCl42-,電解CuCl2溶液一段時間,陽極產(chǎn)生2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)黃綠色氣體,陰極析出紅色物質(zhì),試計算該過程中共轉(zhuǎn)移電子0.2mol,若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)至原濃度,應(yīng)向電解后的溶液中加入(填化學(xué)式及物質(zhì)質(zhì)量)13.5gCuCl2
(4)Na2FeO4是一種既能殺菌、消毒,又能絮凝凈水的水處理劑.電解法制備Na2FeO4的裝置如圖所示:
請根據(jù)圖示回答:電解過程的化學(xué)方程式為Fe+2OH-+2H2O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$FeO42-+3H2↑;電路中每通過0.6mol電子在Ni電極上產(chǎn)生的氣體在標(biāo)況下的體積為6.72L.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.下列物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化都能一步實現(xiàn)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

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同步練習(xí)冊答案