【題目】電子工業(yè)上使用溶液蝕刻銅箔制造印刷電路板。在該制備工藝中,為了實現(xiàn)資源再生,減少污染,某興趣小組提出廢液處理和資源回收的過程如下:
Ⅰ.向廢液中投入過量鐵屑,充分反應(yīng)后分離出固體和濾液;
Ⅱ.向濾液中加入一定量石灰水,調(diào)節(jié)溶液,同時鼓入足量的空氣。
已知:Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38,回答下列問題:
(1)蝕刻銅箔反應(yīng)的離子方程式為______;過程Ⅰ加入鐵屑的主要作用是______
(2)過程Ⅱ中鼓入足量的空氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______
(3)過程Ⅱ中調(diào)節(jié)溶液的為5,金屬離子濃度為______。(列式計算)
(4)另一興趣小組將制造印刷電路板蝕刻銅箔的反應(yīng)設(shè)計成一個原電池。請將方框中實驗裝置圖補充完整,并作相應(yīng)標(biāo)注(標(biāo)出電極材料、電解質(zhì)溶液)。限選材料:,,,:銅片,鐵片,鋅片,石墨和導(dǎo)線。
(5)廢舊印刷電路板經(jīng)粉碎分離能得到非金屬粉末和金屬粉末,也可回收利用實現(xiàn)資源再生,減少污染。印刷電路板的金屬粉末用 和 的混合溶液處理,溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。控制其他條件相同時,測得不同溫下銅的平均溶解速率(見下表)。
溫度 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
銅平均溶解速率 |
①當(dāng)溫度高于時,銅的平均溶解速率隨著反應(yīng)溫度升高而下降,其主要原因是______。
②在提純后的溶液中加入一定量的和溶液,加熱,生成沉淀。制備的離子方程式是______。
【答案】2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 回收金屬銅 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 c(Fe3+)=Ksp[Fe(OH)3]/c3(OH-)=4×10-38/10-27=4×10-11 mol/L 雙氧水分解速率加快 2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+
【解析】
(1)鐵離子和銅發(fā)生氧化還原反應(yīng),據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式;廢液含有亞鐵離子和銅離子等,過程Ⅰ加入鐵屑把廢液中的銅離子置換出來,回收金屬銅;
(2)氫氧化亞鐵易被空氣中的氧氣氧化成氫氧化鐵,據(jù)此寫出反應(yīng)的方程式;
(3)pH=5,c(H+)=10-5mol/L,c(OH-)=10-9mol/L,根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=c3(OH-)·c(Fe3+)代入數(shù)值進(jìn)行計算;
(4)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),石墨做正極材料,氯化鐵在正極發(fā)生還原反應(yīng);銅在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),電解質(zhì)溶液為硫酸銅;據(jù)此完成裝置圖;
(5)①溫度過高,雙氧水分解速率加快;
②根據(jù)題給信息寫該反應(yīng)的離子方程式。
(1)鐵離子和銅發(fā)生氧化還原反應(yīng),離子方程式為:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;廢液含有亞鐵離子和銅離子等,過程Ⅰ加入鐵屑把廢液中的銅離子置換出來,回收金屬銅;
綜上所述,本題答案是:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;回收金屬銅。
(2)濾液中的亞鐵離子與OH-反應(yīng),生成氫氧化亞鐵,氫氧化亞鐵易被空氣中的氧氣氧化成氫氧化鐵,所以過程Ⅱ中鼓入足量的空氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
綜上所述,本題答案是:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
(3)pH=5,c(H+)=10-5mol/L,c(OH-)=10-9mol/L,根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=c3(OH-)·c(Fe3+)=4×10-38,c(Fe3+)= Ksp[Fe(OH)3]/ c3(OH-)=4×10-38/10-27=4×10-11 mol/L;
綜上所述,本題答案是:c(Fe3+)=Ksp[Fe(OH)3]/c3(OH-)=4×10-38/10-27=4×10-11 mol/L 。
(4)2FeCl3+Cu= 2FeCl2+CuCl2,該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),氯化鐵發(fā)生還原反應(yīng),銅發(fā)生氧化反應(yīng);因此,根據(jù)圖示裝置可知,左側(cè)燒杯加入硫酸銅溶液,電極為銅,銅在此極發(fā)生氧化反應(yīng):Cu﹣2e﹣=Cu2+ ,電解質(zhì)溶液為硫酸銅;右側(cè)燒杯中加入氯化鐵溶液,電極材料為石墨,電解質(zhì)溶液為氯化鐵,鐵離子在此極得電子還原為亞鐵離子,極反應(yīng)為:Fe3++e﹣=Fe2+具體裝置圖如下:;
綜上所述,本題答案是:。
(5)①根據(jù)測得不同溫度下銅的平均溶解速率的數(shù)據(jù),會發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高,銅的平均溶解速率,當(dāng)溫度高于40℃時,銅的平均溶解速率隨著反應(yīng)溫度升高而下降,因為雙氧水受熱易分解,導(dǎo)致金屬銅的反應(yīng)速率減慢;
綜上所述,本題答案是:雙氧水分解速率加快。
②根據(jù)題給信息可知該反應(yīng)的離子方程式是:2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+;
綜上所述本題答案是:2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】標(biāo)出下列氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目和方向,并寫出氧化劑
(1)2K2S + K2SO3 + 3H2SO4= 3K2SO4 + 3S↓+ 3H2O _______氧化劑_______
(2)2KMnO4 +5H2O2 + 3H2SO4 = K2SO4+2MnSO4+5O2↑ + 8H2O _______ 氧化劑_______
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是
A. 25 ℃時,向0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性:c(Na+)>c(NH)>c(SO)>c(OH-)=c(H+)
B. 25 ℃時,NaB溶液的pH=8,c(Na+)-c(B-)=9.9×10-7 mol·L-1
C. 0.1 溶液:
D. 相同物質(zhì)的量濃度的CH3COONa和NaClO的混合液中,各離子濃度的大小關(guān)系是:c(Na+)>c(ClO-)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一種新型錳氫二次電池原理如圖所示。該電池以MnSO4溶液為電解液,碳纖維與Pt/C分別為電極材料,電池的總反應(yīng)為Mn2++ 2H2OMnO2 + 2H++ H2↑。下列說法錯誤的是
A. 充電時,碳纖維電極做陽極
B. 充電時,碳纖維電極附近溶液的pH增大
C. 放電時,電子由Pt/C電極經(jīng)導(dǎo)線流向碳纖維電極
D. 放電時,正極反應(yīng)式為MnO2 + 4H++ 2e-=Mn2++ 2H2O
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定溫度下,兩種碳酸鹽,(分別為Ca2+和Ba2+兩種離子)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知:,。已知比溶解度更大(不考慮陰離子的水解)。下列說法正確的是
A. 向 的溶液中加入固體,當(dāng)加入固體的質(zhì)量為時,恰好沉淀完全(離子濃度為時認(rèn)為沉淀完全;忽略溶液體積變化)
B. 的
C. 該溫度下,向的飽和溶液中加入溶液,一定能產(chǎn)生沉淀
D. 線表示的溶解平衡曲線
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,用0.100 0 molL-1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知濃度的某酸HX,滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是
A. 滴定過程可用甲基橙作指示劑
B. 常溫下,HX的電離常數(shù)約為1×10-5
C. 點d溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
D. 點b溶液中:c(HX) + c(H+)=c(OH-) + c(X-)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化合物A是基本有機化工原料,由A合成高分子化合物C和的合成路線如下圖(部分反應(yīng)條件略去):
已知:①R-CNR-COOH
②
回答下列問題:
(1)A的化學(xué)名稱是____________。
(2)C分子中所含官能團(tuán)的名稱是____________;D的結(jié)構(gòu)簡式是____________。
(3)BC和GH的反應(yīng)類型分別是____________、____________。
(4)AE的化學(xué)方程式是_________________________________________。
(5)FG的化學(xué)方程式是_________________________________________。
(6)B的同分異構(gòu)體中,與B具有相同的官能團(tuán)且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的共有________種(不含立體異構(gòu));其中某種同分異構(gòu)體M與H2加成的產(chǎn)物(C5H10O2)的核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積比為6∶2∶1∶1,則M的結(jié)構(gòu)簡式是______________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知某可逆反應(yīng)m A(g)+n B(g) p C(g) △H,在密閉容器中進(jìn)行,下圖表示在不同反應(yīng)時間t 時溫度T和壓強P與反應(yīng)物B在混合氣體中的百分含量B%的關(guān)系曲線。由曲線分析,下列判斷正確的是
A. T1<T2,P1>P2,m+n>p,△H<0
B. T1>T2,P1<P2,m+n>p,△H>0
C. T1<T2,P1>P2,m+n<p,△H<0
D. T1>T2,P1<P2,m+n<p,△H>0
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】白磷與氧可發(fā)生如下反應(yīng):P4+5O2=P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為:P—P akJ·mol—1、P—O bkJ·mol—1、P="O" ckJ·mol—1、O="O " dkJ·mol—1。
根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的△H,其中正確的是( )
A. (6a+5d-4c-12b)kJ·mol—1B(4c+12b-6a-5d)kJ·mol—1 B. (4c+12b-4a-5d)kJ·mol—1
C. (4a+5d-4c-12b)kJ·mol—1
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com