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印刷電路板廢液主要含CuCl2、FeCl2以及少量的FeCl3等物質(zhì),以廢液為原料制備CuSO4,實(shí)現(xiàn)資源回收再利用,流程如圖所示。
(1)粗CuSO4溶液的制備:

①上述流程中能加快反應(yīng)速率的措施有
粉碎、升溫
粉碎、升溫
。
②加入鐵屑后,印刷電路板廢液中發(fā)生的離子反應(yīng)有
2Fe3++Fe=3Fe2+,Cu2++Fe=Fe2++Cu
2Fe3++Fe=3Fe2+,Cu2++Fe=Fe2++Cu
。
(2)CuSO4溶液的精制
?。?jīng)檢驗(yàn),粗CuSO4溶液含有Fe2+。
ⅱ.向粗CuSO4溶液滴加3%的H2O2溶液,當(dāng)溶液中Fe2+完全氧化后,加CuCO3粉末調(diào)節(jié)溶液的pH=4。
ⅲ.將溶液加熱至沸,趁熱減壓過(guò)濾,得到精制CuSO4溶液。
①用離子方程式說(shuō)明加入H2O2溶液的作用:
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
。
②已知:25℃時(shí),Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,CuSO4飽和溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為1.41mol?L-1。ⅱ中調(diào)節(jié)溶液pH=4,請(qǐng)結(jié)合計(jì)算說(shuō)明此時(shí)Cu2+是否開始沉淀
pH=4時(shí)此時(shí)c(OH-)=10-10mol/L,則Q[Cu(OH)2]=c(Cu2+)?c2(OH-)=1.41×(10-102+=1.41×10-20<2.2×10-20=Ksp[Cu(OH)2],所以說(shuō)明Cu2+尚未開始沉淀
pH=4時(shí)此時(shí)c(OH-)=10-10mol/L,則Q[Cu(OH)2]=c(Cu2+)?c2(OH-)=1.41×(10-102+=1.41×10-20<2.2×10-20=Ksp[Cu(OH)2],所以說(shuō)明Cu2+尚未開始沉淀

(3)工業(yè)生產(chǎn)中也可采用電解的方法由Cu制得CuSO4,如圖所示:

①與直流電源a端相連的電極材料是
銅片
銅片
(填“銅片”a或“石墨”)。
②將進(jìn)口處較濃硫酸替換成Na2SO4溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)得到的CuSO4溶液pH比替換前升高,結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋pH升高的原因是
替換為Na2SO4后,陰極區(qū)發(fā)生反應(yīng)2H++2e-=H2↑,陰極區(qū)c(OH-)>c(H+),OH-也可以通過(guò)陰離子交換膜運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極區(qū),導(dǎo)致CuSO4溶液pH升高
替換為Na2SO4后,陰極區(qū)發(fā)生反應(yīng)2H++2e-=H2↑,陰極區(qū)c(OH-)>c(H+),OH-也可以通過(guò)陰離子交換膜運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極區(qū),導(dǎo)致CuSO4溶液pH升高
。

【答案】粉碎、升溫;2Fe3++Fe=3Fe2+,Cu2++Fe=Fe2++Cu;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;pH=4時(shí)此時(shí)c(OH-)=10-10mol/L,則Q[Cu(OH)2]=c(Cu2+)?c2(OH-)=1.41×(10-102+=1.41×10-20<2.2×10-20=Ksp[Cu(OH)2],所以說(shuō)明Cu2+尚未開始沉淀;銅片;替換為Na2SO4后,陰極區(qū)發(fā)生反應(yīng)2H++2e-=H2↑,陰極區(qū)c(OH-)>c(H+),OH-也可以通過(guò)陰離子交換膜運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極區(qū),導(dǎo)致CuSO4溶液pH升高
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:6引用:2難度:0.6
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    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
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    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     
    。
    (2)“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     
    。
    (4)煅燒A的反應(yīng)方程式是
     

    (5)ag燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵bg。藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達(dá)式表示)。

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.5
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    (1)焙燒時(shí)產(chǎn)生的主要有害氣體是
     

    (2)若在空氣中“酸浸”時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1
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