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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\藍色,銅片上有少量藍色沉淀,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{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{色。一段時間后,反應(yīng)逐漸變慢,此時銅片上覆蓋少量藍色沉淀物。
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{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:33引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.某小組探究Na2S溶液與KMnO4溶液反應(yīng),實驗過程如下:
    實驗過程Ⅰ:向5mL0.01mol?L-1酸性KMnO4溶液(pH=0)中滴加約0.3mL0.01mol?L-1Na2S溶液后,紫色變淺(pH<1),生成棕褐色沉淀(MnO2)。
    實驗過程Ⅱ:向5mL0.01mol?L-1Na2S溶液中滴加約0.3mL0.01mol?L-1酸性KMnO4溶液(pH=0)后,溶液呈淡黃色(pH≈8),生成淺粉色沉淀(MnS)。
    已知:
    M
    n
    O
    -
    4
    在強酸性條件下被還原為Mn2+,在近中性條件下被還原為MnO2。
    ②單質(zhì)硫可溶于硫化鈉溶液,溶液顯淡黃色。
    下列說法錯誤的是(  )

    發(fā)布:2024/10/25 23:30:1組卷:26引用:1難度:0.6
  • 2.常溫下,NO、NO2是有毒性氣體,既有還原性又有氧化性.NO2的沸點是21℃,-11.2℃時凝固成無色晶體,與NaOH溶液能反應(yīng).NO的沸點是-152℃,與NaOH溶液不反應(yīng),但與NO2混合時可以與NaOH溶液反應(yīng).
    Ⅰ、某化學(xué)實驗小組利用如圖1裝置證明銅和稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO.(加熱裝置和夾持裝置均已略去,氣密性已檢驗,F(xiàn)是用于鼓入空氣的打氣球).實驗操作為:
    ①將B裝置下移,用反應(yīng)產(chǎn)生的CO2趕走裝置中的空氣,趕凈后,立即將B裝置上提.
    ②將A裝置中銅絲放入稀HNO3中,給A裝置微微加熱.
    試回答下列問題:
    (1)B儀器的名稱是
     
    .從裝置的設(shè)計看,確定E中空氣已被趕凈的實驗現(xiàn)象是
     

    (2)檢驗反應(yīng)產(chǎn)物是NO的實驗操作是
     

    (3)D溶液的作用是
     
    .(用化學(xué)方程式表示)
    (4)由于E處設(shè)計不當,開始收集的氣體出現(xiàn)淺的紅棕色,你認為該裝置如何改正
     

    Ⅱ、銅與濃HNO3反應(yīng)生成NO2,有同學(xué)認為可能混有NO,為檢驗反應(yīng)產(chǎn)物,該同學(xué)利用圖2所示的一些裝置進行實驗.
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)儀器連接順序為
     
    .(用字母表示)
    (2)證明反應(yīng)后得到的是NO2和NO混合氣體的實驗現(xiàn)象是
     

    (3)已知飽和硝酸銅溶液顯藍色,上述制取NO2得到的溶液卻是綠色,有同學(xué)分析可能是溶解了NO2,請設(shè)計實驗驗證該結(jié)論是否正確
     

    發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:32引用:1難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.為了證明銅和稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生一氧化氮氣體,某學(xué)校學(xué)生實驗小組設(shè)計了一個實驗,其裝置如圖所示(加熱裝置與固定裝置均已略去),B為一個用金屬絲固定的干燥管,內(nèi)裝塊狀碳酸鈣固體;E為一個空的蒸餾燒瓶;F是可控制氣體流向,用于鼓入空氣的雙連打氣球.
    (1)實驗時,先將B裝置下移,使碳酸鈣與稀硝酸接觸產(chǎn)生氣體,當C處產(chǎn)生白色沉淀時,立刻將B裝置上提,使之與稀硝酸分離.該組學(xué)生設(shè)計此步操作的目的為
     

    (2)將A中銅絲放入稀硝酸中,給裝置A微微加熱,在裝置A中產(chǎn)生無色氣體,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     

    (3)裝置E中開始時出現(xiàn)淺紅棕色,用F向E中鼓入空氣后,可觀察到燒瓶E內(nèi)氣體顏色加深.假設(shè)裝置E的體積為66mL,空氣殘留量為10mL,要鼓入
     
    mL的空氣才能將NO全部氧化(設(shè)氧氣占空氣體積的
    1
    5
    ,且所有氣體都在同溫同壓下).
    (4)一段時間后,C中白色沉淀溶解,其原因是
     
    、
     
    (用離子方程式表示)

    發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:19引用:1難度:0.1
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