19.工業(yè)上可用過(guò)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)并研究可行性。
方案1
實(shí)驗(yàn)裝置 |
加入液體試劑 |
反應(yīng)現(xiàn)象 |
|
10mL30%H2O2溶液(pH約為4) |
開(kāi)始無(wú)明顯現(xiàn)象,靜置10小時(shí)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(shí)驗(yàn)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
ⅰ.還原反應(yīng)H
2O
2+2H
++2e
-═2H
2O。
ⅱ.氧化反應(yīng)
。
(2)根據(jù)電極反應(yīng)式,有同學(xué)設(shè)想可以通過(guò)以下方式加快反應(yīng)。
?。龃骳(H
+),增強(qiáng)H
2O
2的氧化性。
ⅱ.降低
,增強(qiáng)Cu的還原性。
(3)以此為依據(jù)設(shè)計(jì)了方案2與方案3
編號(hào) |
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(kāi)始產(chǎn)生少量氣泡,溶液變?yōu)樗{(lán)色,片刻后,反應(yīng)越來(lái)越劇烈,甚至形成大量泡沫涌出(經(jīng)檢測(cè),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(shí)間后,反應(yīng)逐漸變慢,此時(shí)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
。
②方案3中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為
。
③試評(píng)價(jià)方案2在回收銅過(guò)程的優(yōu)缺點(diǎn)
。
(4)方案3中生成沉淀會(huì)降低銅的回收率并會(huì)阻礙反應(yīng)進(jìn)行,進(jìn)一步改進(jìn)方案獲得了良好效果。
編號(hào) |
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(shí)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NH
4Cl的作用
。
(5)小組同學(xué)通過(guò)進(jìn)一步探究發(fā)現(xiàn),含有[Cu(NH
3)
4]
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(NH
3)
2]
+等形式穩(wěn)定存在。
①用離子方程式表示上述反應(yīng)原理
。
②通常條件下,含Cu
2+的溶液不能與Cu發(fā)生反應(yīng),請(qǐng)從氧化還原角度分析此反應(yīng)能夠發(fā)生的原因
。