印刷电路板废液主要含CuCl2、FeCl2以及少量的FeCl3等物质,以废液为原料制备CuSO4,实现资源回收再利用,流程如图所示。
(1)粗CuSO4溶液的制备:

①上述流程中能加快反应速率的措施有 粉碎、升温粉碎、升温。
②加入铁屑后,印刷电路板废液中发生的离子反应有 2Fe3++Fe=3Fe2+,Cu2++Fe=Fe2++Cu2Fe3++Fe=3Fe2+,Cu2++Fe=Fe2++Cu。
(2)CuSO4溶液的精制
ⅰ.经检验,粗CuSO4溶液含有Fe2+。
ⅱ.向粗CuSO4溶液滴加3%的H2O2溶液,当溶液中Fe2+完全氧化后,加CuCO3粉末调节溶液的pH=4。
ⅲ.将溶液加热至沸,趁热减压过滤,得到精制CuSO4溶液。
①用离子方程式说明加入H2O2溶液的作用:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
②已知:25℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,CuSO4饱和溶液中Cu2+的物质的量浓度为1.41mol⋅L-1。ⅱ中调节溶液pH=4,请结合计算说明此时Cu2+是否开始沉淀 pH=4时此时c(OH-)=10-10mol/L,则Q[Cu(OH)2]=c(Cu2+)•c2(OH-)=1.41×(10-10)2+=1.41×10-20<2.2×10-20=Ksp[Cu(OH)2],所以说明Cu2+尚未开始沉淀pH=4时此时c(OH-)=10-10mol/L,则Q[Cu(OH)2]=c(Cu2+)•c2(OH-)=1.41×(10-10)2+=1.41×10-20<2.2×10-20=Ksp[Cu(OH)2],所以说明Cu2+尚未开始沉淀。
(3)工业生产中也可采用电解的方法由Cu制得CuSO4,如图所示:

①与直流电源a端相连的电极材料是 铜片铜片(填“铜片”a或“石墨”)。
②将进口处较浓硫酸替换成Na2SO4溶液进行实验,发现得到的CuSO4溶液pH比替换前升高,结合化学用语解释pH升高的原因是 替换为Na2SO4后,阴极区发生反应2H++2e-=H2↑,阴极区c(OH-)>c(H+),OH-也可以通过阴离子交换膜运动到阳极区,导致CuSO4溶液pH升高替换为Na2SO4后,阴极区发生反应2H++2e-=H2↑,阴极区c(OH-)>c(H+),OH-也可以通过阴离子交换膜运动到阳极区,导致CuSO4溶液pH升高。
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用;电解原理.
【答案】粉碎、升温;2Fe3++Fe=3Fe2+,Cu2++Fe=Fe2++Cu;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;pH=4时此时c(OH-)=10-10mol/L,则Q[Cu(OH)2]=c(Cu2+)•c2(OH-)=1.41×(10-10)2+=1.41×10-20<2.2×10-20=Ksp[Cu(OH)2],所以说明Cu2+尚未开始沉淀;铜片;替换为Na2SO4后,阴极区发生反应2H++2e-=H2↑,阴极区c(OH-)>c(H+),OH-也可以通过阴离子交换膜运动到阳极区,导致CuSO4溶液pH升高
【解答】
【点评】
声明:本试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布。
发布:2024/4/20 14:35:0组卷:7引用:2难度:0.6
相似题
-
1.我国青藏高原的盐湖中蕴藏着丰富的锂资源,已探明的储量约三千万吨,碳酸锂制备高纯金属锂的一种工艺流程如图。下列有关说法错误的是( )
发布:2025/1/6 7:30:5组卷:28引用:2难度:0.9 -
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
(3)“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
(4)煅烧A的反应方程式是
(5)ag烧渣经过上述工艺可得红氧化铁bg。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发布:2025/1/19 8:0:1组卷:30引用:1难度:0.5 -
3.查阅资料:CaO、MgO在高温下与C难反应,但能与SiO2反应.硫铁矿烧渣是一种工业废渣(含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质),该烧渣可用于制取氧化铁,具体化工生产工艺流程如下:
(1)焙烧时产生的主要有害气体是
(2)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
(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
(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:0.1