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以废旧铜电路板为原料制备硫酸铜晶体可变废为宝,如图是某工厂的实际制备工艺流程。

资料1:流程中RH为有机化合物
(1)浸取前将废旧铜电路板粉碎的目的是
增大浸取液和废旧电路板的接触面积,从而提高浸取速率和铜的浸取率
增大浸取液和废旧电路板的接触面积,从而提高浸取速率和铜的浸取率

(2)上述流程中需要用到分液操作步骤是(填序号)
③⑤
③⑤

(3)浸取后得到的溶液铜元素主要以[Cu(NH34]2+形式存在,浸取时发生反应的离子方程式为
Cu+2NH3+H2O2+2
NH
+
4
=[Cu(NH34]2++2H2O
Cu+2NH3+H2O2+2
NH
+
4
=[Cu(NH34]2++2H2O

(4)研究发现,加入H2O2后随温度升高,铜元素浸出率随温度变化的曲线如图。分析温度高于85℃,铜元素浸出率下降可能的原因
温度过高会导致H2O2分解,从而可能使得铜元素的浸出率下降
温度过高会导致H2O2分解,从而可能使得铜元素的浸出率下降


(5)工艺流程中循环使用的物质有:NH3
RH
RH
、有机溶剂、
NH4Cl
NH4Cl

(6)该工厂排放的水质情况及国家允许的污水排放标准如下表所示。为研究废水中Cu2+处理的最佳pH,取5份等量的废水,分别用30%的NaOH溶液调节pH至8.5、9、9.5、10、11,静置后,分析上层清液中铜元素的含量,实验结果如图所示。

项目 废水水质 排放标准
pH 1.0 6~9
Cu2+含量/(mg⋅L-1 72 ≤0.5
NH
+
4
含量/(mg⋅L-1
2632 ≤15
资料2:Cu(OH)2+4NH3⇌[Cu(NH34]2++2OH-
①根据实验结果分析,处理废水中Cu2+的最佳pH约为
9
9

②结合资料解释实验结果图中b到d段曲线所示的过程
b~c段,随着c(OH-)的增大,铵根离子和OH-结合生成NH3•H2O,c(NH3)增大,发生Cu(OH)2+4NH3⇌[Cu(NH34]2++2OH-,该反应的平衡正向移动,溶液中[Cu(NH34]2+浓度变大,铜元素含量上升;c~d段随着c(OH-)的进一步增大,Cu(OH)2+4NH3⇌[Cu(NH34]2++2OH-的平衡逆向进行,溶液中[Cu(NH34]2+浓度变小,铜元素含量下降
b~c段,随着c(OH-)的增大,铵根离子和OH-结合生成NH3•H2O,c(NH3)增大,发生Cu(OH)2+4NH3⇌[Cu(NH34]2++2OH-,该反应的平衡正向移动,溶液中[Cu(NH34]2+浓度变大,铜元素含量上升;c~d段随着c(OH-)的进一步增大,Cu(OH)2+4NH3⇌[Cu(NH34]2++2OH-的平衡逆向进行,溶液中[Cu(NH34]2+浓度变小,铜元素含量下降

【答案】增大浸取液和废旧电路板的接触面积,从而提高浸取速率和铜的浸取率;③⑤;Cu+2NH3+H2O2+2
NH
+
4
=[Cu(NH34]2++2H2O;温度过高会导致H2O2分解,从而可能使得铜元素的浸出率下降;RH;NH4Cl;9;b~c段,随着c(OH-)的增大,铵根离子和OH-结合生成NH3•H2O,c(NH3)增大,发生Cu(OH)2+4NH3⇌[Cu(NH34]2++2OH-,该反应的平衡正向移动,溶液中[Cu(NH34]2+浓度变大,铜元素含量上升;c~d段随着c(OH-)的进一步增大,Cu(OH)2+4NH3⇌[Cu(NH34]2++2OH-的平衡逆向进行,溶液中[Cu(NH34]2+浓度变小,铜元素含量下降
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:43引用:1难度:0.6
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  • 1.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    ;当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    (5)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示).

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:114引用:4难度:0.5
  • 2.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验
    Fe3+已经除尽的试剂是
     

    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (5)煅烧A的反应方程式是
     

    (6)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示).

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.5
  • 3.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,常温下,当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.5
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