Question

【題目】信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅，可以將其變廢為寶。將廢棄的線路板粉碎，經(jīng)處理后可以得到粗銅（75%Cu、20%Al、4%Fe及少量Au、Pt），進(jìn)一步制取膽礬，流程簡(jiǎn)圖如下：

（1）濾渣A的成分主要是_____________。

（2）步驟①中溶解Cu的化學(xué)方程式是_________________，用______替代雙氧水，加熱，同樣可以達(dá)到目的。

（3）步驟②調(diào)節(jié)溶液pH的目的是__________，可選用的最佳試劑是___。（寫出一種即可）

（4）以石墨作電極電解濾液B，電解方程式是___________________。

（5）對(duì)以上粗銅進(jìn)行電解精煉，下列說(shuō)法正確的是_________。

A.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)

C.溶液中Cu2+的濃度保持不變

D.陽(yáng)極泥中可回收Pt、Au等金屬

（6）取128Kg粗銅利用上述流程制得CuSO4·5H2O的質(zhì)量為326.25Kg,則CuSO4·5H2O的產(chǎn)率為__________。

Answer 1

【答案】Au Pt Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O O2 除去Fe3+和Al3+ CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或CuCO3等 2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑ BD 87％ （或86.9%）

【解析】

用稀硫酸和雙氧水的混合液溶解粗銅，其中Cu、Al、Fe發(fā)生反應(yīng)生成Cu2+、Al3+、Fe3+，而Au、Pt不反應(yīng)，所以濾渣A 的成分是Pt和Au，濾液A中的離子是Cu2+、Al3+、Fe3+，第②步調(diào)節(jié)溶液pH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀。所以濾液B的主要成分是硫酸銅，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶可得到CuSO45H2O晶體。

(1)根據(jù)分析可知，濾渣A的主要成分為Au 、Pt；

(2)硫酸酸化的雙氧水溶解銅，生成硫酸銅和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O；氧氣有強(qiáng)氧化性，在酸化條件下也能溶解Cu，且還原產(chǎn)物為水，不引入新的雜質(zhì)，可替代雙氧水；

(3)調(diào)節(jié)溶液pH鐵離子和鋁離子全部沉淀后過(guò)濾得到氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀和濾液硫酸銅，在不引入雜質(zhì)的前提下，可選擇CuO或Cu(OH)2來(lái)調(diào)節(jié)溶液pH；

(4)用石墨電極電解CuSO4溶液，陰極有Cu析出，陽(yáng)極有氧氣生成，則電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑；

(5)電解精煉銅時(shí)利用了電解原理，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，也有少量轉(zhuǎn)化為熱能。電解精煉時(shí)粗銅做陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，精銅做陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)。電解時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，在陰極上得電子。粗銅中的不活潑金屬不能失電子，以陽(yáng)極泥的形式沉積在陽(yáng)極附近。選項(xiàng)B、D符合題意；

(6)128Kg粗銅含有Cu為128Kg×75%=96kg，其物質(zhì)的量為=1500mol，根據(jù)原子守恒，理論生成CuSO45H2O的物質(zhì)的量為1500mol，其質(zhì)量為1500mol×250g/mol=375000g=375Kg，則CuSO45H2O的產(chǎn)率=×100%=×100%=87%。