Question

【題目】從含銅廢料（如：覆銅板、印刷線路板及鉛冰銅等）中提取銅，既可提高資源的利用率又可減少重金屬污染。

（1）廢覆銅板（Cu和Sn組成）可用CuSO4和H2SO4混合溶液作電解質溶液，直接電解回收精銅，陽極上發生的電極反應為 。

（2）廢印刷線路板中的銅常用含鹽酸的FeCl3溶液或H2O2-HCl- NaCl混合溶液浸取回收。

①用FeCl3溶液浸取銅時發生反應的離子方程式為 ；若加鹽酸不足，反應一段時間后線路板表面有紅褐色沉淀，產生紅褐色沉淀的原因是 。

②將粉碎后的廢印刷線路板放入三口燒瓶中，分別加入由0.3mol·L－1鹽酸、0.5mol·L－1NaCl及不同濃度的H2O2組成的混合溶液，在溫度、攪拌速率及固液比等均相同時，銅的浸取率隨H2O2的濃度和時間的變化如圖-1所示。當c（H2O2）= 0 mol·L－1時，也有少量的銅被浸出，其原因是 。

③用H2O2-HCl- NaCl混合溶液浸取時，其浸取過程包括：

（Ⅰ）Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O

（Ⅱ）Cu2++Cu2Cu+

（Ⅲ）Cu++nCl－CuCln（n－1）－

（Ⅳ）2CuCln（n－1）－+2H++H2O2=2Cu2++2H2O+2nCl－

其他條件相同時，增大下列離子濃度可以加速Cu從廢電路板中浸出的是 （填序號）。

a.Na+ b.Cu2+ c.Cl－ d.OH－

（3）鉛冰銅（PbS、Cu2S及FeS的混合物）可用HCl-H2O2混合溶液浸取。

①Cu2S被HCl-H2O2混合溶液浸取得到硫酸銅和氯化銅溶液的化學方程式為 。

②若由H2SO4代替HCl-H2O2中的HCl，其他條件相同，銅的浸取率隨硫酸濃度的變化如圖-2所示。當H2SO4濃度大于3.1mol·L－1時，硫酸濃度越大，銅的浸取率反而越小，其原因可能是 。

Answer 1

【答案】

（1）Cu－2e－=Cu2+和Sn－2e－=Sn2+

（2）①2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；c（H+）和c（Fe3+）小，有利于Fe3+水解生成Fe（OH）3沉淀

②液面上方空氣中O2隨攪拌不斷進入溶液，溶解的O2將銅氧化而被浸取；③bc

（3）①Cu2S+5H2O2+2HCl=CuCl2+CuSO4+6H2O；②過量的硫酸會生成PbSO4沉淀包裹在鉛冰銅顆粒表面，使銅無法與浸出液接觸

【解析】

試題分析：（1）通過電解回收精銅，陽極上復試氧化反應，銅以及比銅活潑的金屬放電，發生的電極反應為Cu－2e－=Cu2+ 和Sn－2e－=Sn2+，故答案為：Cu－2e－=Cu2+ 和Sn－2e－=Sn2+；

（2）廢印刷線路板中的銅常用含鹽酸的FeCl3溶液或H2O2-HCl- NaCl混合溶液浸取回收。

①FeCl3溶液溶解銅時發生反應的離子方程式為2Fe3++Cu =2Fe2++Cu2+，c（H+）和c（Fe3+）小，有利于Fe3+水解生成Fe（OH）3沉淀，因此加鹽酸不足時，反應一段時間后線路板表面有紅褐色沉淀，故答案為：2Fe3++Cu =2Fe2++Cu2+；c（H+）和c（Fe3+）小，有利于Fe3+水解生成Fe（OH）3沉淀；

②當c（H2O2）= 0 mol·L－1時，液面上方空氣中O2隨攪拌不斷進入溶液，溶解的O2將銅氧化而被浸取，導致也有少量的銅被浸出，故答案為：液面上方空氣中O2隨攪拌不斷進入溶液，溶解的O2將銅氧化而被浸取；

③a.上述反應與Na+無關，錯誤；b.根據上述方程式，增大Cu2+濃度，上述反應的速率加快，正確；c.增大Cl－濃度，反應Ⅲ加快，導致反應Ⅳ也加快，正確；d.增大OH－濃度，使得容易中氫離子濃度和銅離子濃度減小，反應速率減慢，錯誤；故選bc；

（3）①Cu2S被HCl-H2O2混合溶液浸取得到硫酸銅和氯化銅溶液的化學方程式為Cu2S +5H2O2+2HCl = CuCl2+CuSO4+6H2O，故答案為：Cu2S +5H2O2+2HCl = CuCl2+CuSO4+6H2O；

②若由H2SO4代替HCl-H2O2中的HCl，其他條件相同，當H2SO4濃度大于3.1mol·L－1時，過量的硫酸會生成PbSO4沉淀包裹在鉛冰銅顆粒表面，使銅無法與浸出液接觸，使得硫酸濃度越大，銅的浸取率反而越小，故答案為：過量的硫酸會生成PbSO4沉淀包裹在鉛冰銅顆粒表面，使銅無法與浸出液接觸。