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工業(yè)上可用過氧化氫為氧化劑浸取廢舊線路板中的銅,某興趣小組采取不同方案進行實驗并研究可行性。
方案1
實驗裝置 加入液體試劑 反應(yīng)現(xiàn)象
菁優(yōu)網(wǎng) 10mL30%H2O2溶液(pH約為4) 開始無明顯現(xiàn)象,靜置10小時后,溶液變?yōu)闇\藍(lán)色,銅片上有少量藍(lán)色沉淀,之后不再有明顯變化
(1)實驗結(jié)果表明,雙氧水與銅可以緩慢的反應(yīng),其電極反應(yīng)式可表示為
?。€原反應(yīng)H2O2+2H++2e-═2H2O。
ⅱ.氧化反應(yīng)
Cu-2e-=Cu2+
Cu-2e-=Cu2+
。
(2)根據(jù)電極反應(yīng)式,有同學(xué)設(shè)想可以通過以下方式加快反應(yīng)。
?。龃骳(H+),增強H2O2的氧化性。
ⅱ.降低
c(Cu2+
c(Cu2+
,增強Cu的還原性。
(3)以此為依據(jù)設(shè)計了方案2與方案3
編號 加入液體試劑 反應(yīng)現(xiàn)象
方案2 10mL30%H2O2溶液和2mL5mol/LH2SO4溶液 開始產(chǎn)生少量氣泡,溶液變?yōu)樗{(lán)色,片刻后,反應(yīng)越來越劇烈,甚至形成大量泡沫涌出(經(jīng)檢測,生成氣體可使帶火星木條復(fù)燃),反應(yīng)后剩余銅片表面光亮
方案3 10mL30%H2O2溶液和2mL5mol/L氨水 生成較多氣泡,溶液變?yōu)樯钏{(lán)色。一段時間后,反應(yīng)逐漸變慢,此時銅片上覆蓋少量藍(lán)色沉淀物。
方案2與方案3均在一定程度上加快了反應(yīng)。
①方案2中,生成氣體明顯更劇烈的原因是
生成的Cu2+作為催化劑,加快了H2O2分解速率
生成的Cu2+作為催化劑,加快了H2O2分解速率
。
②方案3中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為
Cu+H2O2+4NH3?H2O=[Cu(NH34]2++2OH-+4H2O
Cu+H2O2+4NH3?H2O=[Cu(NH34]2++2OH-+4H2O
。
③試評價方案2在回收銅過程的優(yōu)缺點
優(yōu)點是:產(chǎn)物單一,污染小,缺點是:H2O2大量分解,成本高
優(yōu)點是:產(chǎn)物單一,污染小,缺點是:H2O2大量分解,成本高

(4)方案3中生成沉淀會降低銅的回收率并會阻礙反應(yīng)進行,進一步改進方案獲得了良好效果。
編號 加入液體試劑 反應(yīng)現(xiàn)象
方案4 10mL30%H2O2溶液、2mL5mol/L氨水同時加入少量固體NH4Cl 生成較多氣泡,溶液變?yōu)樯钏{(lán)色。反應(yīng)后銅片變薄且表面光亮。
試分析NH4Cl的作用
發(fā)生反應(yīng)
NH
+
4
+OH-?NH3?H2O,降低c(OH-),避免生成Cu(OH)2
發(fā)生反應(yīng)
NH
+
4
+OH-?NH3?H2O,降低c(OH-),避免生成Cu(OH)2
。
(5)小組同學(xué)通過進一步探究發(fā)現(xiàn),含有[Cu(NH34]2+和氨水的混合溶液能繼續(xù)浸取單質(zhì)銅。資料:Cu+在水溶液中不穩(wěn)定,Cu(Ⅰ)在溶液中能以[Cu(NH32]+等形式穩(wěn)定存在。
①用離子方程式表示上述反應(yīng)原理
[Cu(NH34]2++Cu=2[Cu(NH32]+
[Cu(NH34]2++Cu=2[Cu(NH32]+

②通常條件下,含Cu2+的溶液不能與Cu發(fā)生反應(yīng),請從氧化還原角度分析此反應(yīng)能夠發(fā)生的原因
加入氨水后,Cu+的因為生成配位化合物濃度變小,使Cu的還原能力增強,因此增大了氧化還原反應(yīng)自發(fā)進行的趨勢
加入氨水后,Cu+的因為生成配位化合物濃度變小,使Cu的還原能力增強,因此增大了氧化還原反應(yīng)自發(fā)進行的趨勢
。

【答案】Cu-2e-=Cu2+;c(Cu2+);生成的Cu2+作為催化劑,加快了H2O2分解速率;Cu+H2O2+4NH3?H2O=[Cu(NH34]2++2OH-+4H2O;優(yōu)點是:產(chǎn)物單一,污染小,缺點是:H2O2大量分解,成本高;發(fā)生反應(yīng)
NH
+
4
+OH-?NH3?H2O,降低c(OH-),避免生成Cu(OH)2;[Cu(NH34]2++Cu=2[Cu(NH32]+;加入氨水后,Cu+的因為生成配位化合物濃度變小,使Cu的還原能力增強,因此增大了氧化還原反應(yīng)自發(fā)進行的趨勢
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:34引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.如圖是在實驗室進行二氧化硫制備與性質(zhì)實驗的組合裝置,部分固定裝置未畫出。菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)在組裝好裝置后,若要檢驗A~D裝置的氣密性,其操作是首先
     
    ,然后往D中裝入水,然后微熱A,觀察到D中有氣泡冒出,移開酒精燈或松開雙手,D中導(dǎo)管有水柱形成且高度保持不變,說明裝置氣密性良好。
    (2)裝置D中盛放NaOH溶液的作用是
     
    。
    (3)關(guān)閉彈簧夾1后,打開彈簧夾2,殘余氣體進入E、F、G中,能說明I-還原性弱于SO2的現(xiàn)象為
     
    ;發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是
     
    。
    (4)為了驗證E中SO2與FeCl3發(fā)生了氧化還原反應(yīng),設(shè)計了如下實驗:取E中的溶液,往溶液中加入用稀硝酸酸化的BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,說明SO2與FeCl3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。上述方案是否合理?
     
    (填“合理”或“不合理”),原因是
     
    。
    (5)實驗過程中G中含酚酞的NaOH溶液逐漸褪色,此實驗證明SO2具有漂白性還是其溶于水顯酸性?請設(shè)計實驗驗證:
     

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:22引用:2難度:0.5
  • 2.某化學(xué)興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng),用圖裝置進行有關(guān)實驗.請回答下列問題:
    (1)裝置A中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     

    (2)裝置B 的作用是貯存多余的氣體,B中廣口瓶內(nèi)應(yīng)盛放的液體是
     
    (填序號)
    ①水   ②酸性KMnO4  ③Na2CO3溶液      ④飽和的NaHSO3溶液
    (3)裝置C和D 中產(chǎn)生的現(xiàn)象相同,但原因卻不同.用離子方程式和必要的文字解釋C中溶液褪色的原因
    (4)裝置D中試管口塞一團棉花,棉花中應(yīng)浸有一種液體,這種液體是
     

    (5)實驗完畢,待A中燒瓶內(nèi)液體冷卻后,過濾,向濾液中加入少量的蒸餾水稀釋,溶液為藍(lán)色.為了證明藍(lán)色只與Cu2+有關(guān),而與其它離子無關(guān),某同學(xué)設(shè)計了下列實驗,其中對實驗?zāi)康臎]有意義的是
     
    (填序號)
    ①觀察稀H2SO4 溶液呈無色  ②觀察CuSO4 粉末呈白色  ③稀釋CuSO4溶液,溶液藍(lán)色變淺  ④往CuSO4溶液中加入足量NaOH溶液,生成藍(lán)色沉淀,過濾,濾液呈無色⑤往CuSO4溶液中加入足量BaCl2的溶液,生成白色沉淀,過濾,濾液仍顯藍(lán)色
    菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/12/30 14:30:1組卷:10引用:2難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.某同學(xué)為探究元素周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,設(shè)計了如下系列實驗。
    Ⅰ.(1)將鈉、鉀、鎂、鋁各1mol分別投入到足量的同濃度的鹽酸中,試預(yù)測實驗結(jié)果:
     
    與鹽酸反應(yīng)最劇烈,
     
    與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體最多。(填元素符號)
    (2)向Na2S溶液中通入氯氣出現(xiàn)黃色渾濁,可證明Cl的非金屬性比S強,反應(yīng)的離子方程式為:
     
    。
    Ⅱ.利用如圖裝置可驗證同主族元素非金屬性的變化規(guī)律
    (1)儀器A的名稱為
     

    (2)實驗室中現(xiàn)有藥品:①稀鹽酸 ②稀硝酸 ③Na2SiO3溶液 ④Na2CO3固體,請選擇合適藥品設(shè)計實驗驗證 N、C、Si的非金屬性的變化規(guī)律;裝置A、B中所裝藥品分別為
     
    、
     
    。(填序號)但有同學(xué)認(rèn)為該裝置有缺陷,如何改進?
     
    。

    發(fā)布:2024/12/30 14:30:1組卷:18引用:2難度:0.5
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