Question

从含铜废料（如：覆铜板、印刷线路板及铅冰铜等）中提取铜，既可提高资源的利用率又可减少重金属污染。

（1）废覆铜板（Cu和Sn组成）可用CuSO₄和H₂SO₄混合溶液作电解质溶液，直接电解回收精铜，阳极上发生的电极反应为           。

（2）废印刷线路板中的铜常用含盐酸的FeCl₃溶液或H₂O₂-HCl- NaCl混合溶液浸取回收。

①用FeCl₃溶液浸取铜时发生反应的离子方程式为           ；若加盐酸不足，反应一段时间后线路板表面有红褐色沉淀，产生红褐色沉淀的原因是           。

②将粉碎后的废印刷线路板放入三口烧瓶中，分别加入由0.3mol·L^－1盐酸、0.5mol·L^－1NaCl及不同浓度的H₂O₂组成的混合溶液，在温度、搅拌速率及固液比等均相同时，铜的浸取率随H₂O₂的浓度和时间的变化如图-1所示。当c（H₂O₂）= 0 mol·L^－1时，也有少量的铜被浸出，其原因是                   。

③用H₂O₂-HCl- NaCl混合溶液浸取时，其浸取过程包括：

（Ⅰ）Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O

（Ⅱ）Cu²⁺+Cu2Cu⁺

（Ⅲ）Cu⁺+nCl^－CuCl_n^{（n－1）－}

（Ⅳ）2CuCl_n^{（n－1）－}+2H⁺+H₂O₂=2Cu²⁺+2H₂O+2nCl^－

其他条件相同时，增大下列离子浓度可以加速Cu从废电路板中浸出的是            （填序号）。

a.Na⁺    b.Cu²⁺    c.Cl^－   d.OH^－

（3）铅冰铜（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铜和氯化铜溶液的化学方程式为                   。

②若由H₂SO₄代替HCl-H₂O₂中的HCl，其他条件相同，铜的浸取率随硫酸浓度的变化如图-2所示。当H₂SO₄浓度大于3.1mol·L^－1时，硫酸浓度越大，铜的浸取率反而越小，其原因可能是                    。

Answer

（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液面上方空气中O2随搅拌不断进入溶液，溶解的O2将铜氧化而被浸取；③bc

（3）①Cu2S+5H2O2+2HCl=CuCl2+CuSO4+6H2O；②过量的硫酸会生成PbSO4沉淀包裹在铅冰铜颗粒表面，使铜无法与浸出液接触

【解析】

试题分析：（1）通过电解回收精铜，阳极上复试氧化反应，铜以及比铜活泼的金属放电，发生的电极反应为Cu－2e－=Cu2+ 和Sn－2e－=Sn2+，故答案为：Cu－2e－=Cu2+ 和Sn－2e－=Sn2+；

（2）废印刷线路板中的铜常用含盐酸的FeCl3溶液或H2O2-HCl- NaCl混合溶液浸取回收。

①FeCl3溶液溶解铜时发生反应的离子方程式为2Fe3++Cu =2Fe2++Cu2+，c（H+）和c（Fe3+）小，有利于Fe3+水解生成Fe（OH）3沉淀，因此加盐酸不足时，反应一段时间后线路板表面有红褐色沉淀，故答案为：2Fe3++Cu =2Fe2++Cu2+；c（H+）和c（Fe3+）小，有利于Fe3+水解生成Fe（OH）3沉淀；

②当c（H2O2）= 0 mol·L－1时，液面上方空气中O2随搅拌不断进入溶液，溶解的O2将铜氧化而被浸取，导致也有少量的铜被浸出，故答案为：液面上方空气中O2随搅拌不断进入溶液，溶解的O2将铜氧化而被浸取；

③a.上述反应与Na+无关，错误；b.根据上述方程式，增大Cu2+浓度，上述反应的速率加快，正确；c.增大Cl－浓度，反应Ⅲ加快，导致反应Ⅳ也加快，正确；d.增大OH－浓度，使得容易中氢离子浓度和铜离子浓度减小，反应速率减慢，错误；故选bc；

（3）①Cu2S被HCl-H2O2混合溶液浸取得到硫酸铜和氯化铜溶液的化学方程式为Cu2S +5H2O2+2HCl = CuCl2+CuSO4+6H2O，故答案为：Cu2S +5H2O2+2HCl = CuCl2+CuSO4+6H2O；

②若由H2SO4代替HCl-H2O2中的HCl，其他条件相同，当H2SO4浓度大于3.1mol·L－1时，过量的硫酸会生成PbSO4沉淀包裹在铅冰铜颗粒表面，使铜无法与浸出液接触，使得硫酸浓度越大，铜的浸取率反而越小，故答案为：过量的硫酸会生成PbSO4沉淀包裹在铅冰铜颗粒表面，使铜无法与浸出液接触。

考点：考查了影响想反应速率的因素、氧化还原反应、化学方程式的书写、电解原理的应用的相关知识。