Question

20．廢舊印刷電路板的回收利用可實現資源再生，并減少污染．廢舊印刷電路板經粉碎分離，能得到非金屬粉末和金屬粉末．
（1）下列處理印刷電路板非金屬粉末的方法中，不符合環境保護理念的是BD（填字母）．
A．熱裂解形成燃油               B．露天焚燒
C．作為有機復合建筑材料的原料   D．直接填埋
（2）用H₂O₂和H₂SO₄的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅．已知：Cu（s）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+H₂（g）△H=64.39KJ•mol^-12H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）△H=-196.46KJ•mol^-1H₂（g）+$\frac{1}{2}{O_2}$（g）═H₂O（l）△H=-285.84KJ•mol^-1
在H₂SO₄溶液中Cu與H₂O₂反應生成Cu²⁺和H₂O的熱化學方程式為Cu（s）+H₂O₂（l）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）△H=-319.68KJ．mol^-1．．炒過菜的鐵鍋未及時洗凈（殘液中含NaCl），第二天便會因腐蝕出現紅褐色銹斑．回答：
（3）鐵鍋的銹蝕應屬于吸氧腐蝕，腐蝕的原因是Fe、C和電解質溶液構成原電池，Fe作負極被腐蝕；
（4）鐵鍋銹蝕的電極反應式為：負極2Fe-4e^-=2Fe²⁺，正極2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-．正負電極反應產物會繼續發生反應，反應的離子方程式或化學方程式為Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂ ，4Fe（OH）₂ +2H₂O+O₂═4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）根據環境保護時不會產生污染環境的因素來判斷；
（2）根據已知的熱化學反應方程式和蓋斯定律來分析Cu與H₂O₂反應生成Cu²⁺和H₂O的熱化學方程式；
（3）鐵鍋未及時洗凈（殘液中含NaCl）能發生電化學腐蝕；
（4）鋼鐵的吸氧腐蝕負極上Fe失電子生成亞鐵離子，正極上為氧氣得電子生成氫氧根離子；鋼鐵的吸氧腐蝕生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵．

解答 解：（1）因熱裂解形成燃油及作為有機復合建筑材料的原料都可實現資源的再利用，露天焚燒能生成有害氣體則污染空氣，直接填埋則廢舊印刷電路板中的重金屬離子會污染土壤，
故答案為：BD；
（2）由①Cu（s）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+H₂（g）H₁=64.39KJ•mol^-1；
②2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）H₂=-196.46KJ•mol^-1；
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）H₃=-285.84KJ•mol^-1；
則反應Cu（s）+H₂O₂ （l）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）可由反應①+②×$\frac{1}{2}$+③得到，
由蓋斯定律可知該反應的反應熱△H=H₁+H₂×$\frac{1}{2}$+H₃=64.39KJ•mol^-1+（-196.46KJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$+（-285.84KJ•mol^-1）=-319.68KJ．mol^-1，
故答案為：Cu（s）+H₂O₂ （l）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）△H=-319.68KJ．mol^-1．
（3）鐵鍋未及時洗凈（殘液中含NaCl）能發生電化學腐蝕，由于電解質溶液為中性所以發生吸氧腐蝕；鐵鍋中Fe、C和氯化鈉溶液構成原電池，Fe作負極被腐蝕，
故答案為：吸氧腐蝕；Fe、C和電解質溶液構成原電池，Fe作負極被腐蝕；
（4）鋼鐵的吸氧腐蝕負極上，Fe失電子生成亞鐵離子發生的反應為：2Fe-4e^-=2Fe²⁺，正極上為氧氣得電子生成氫氧根離子，其電極反應式為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，鋼鐵的吸氧腐蝕生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵，氫氧化鐵失去水后生成鐵銹，發生的反應為：Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂ ，4Fe（OH）₂ +2H₂O+O₂═4Fe（OH）₃，2Fe（OH）₃+（n-3）H₂O=Fe₂O₃•nH₂O．
故答案為：2Fe-4e^-=2Fe²⁺；2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂ ，4Fe（OH）₂ +2H₂O+O₂═4Fe（OH）₃，2Fe（OH）₃+（n-3）H₂O=Fe₂O₃•nH₂O．

點評 本題以廢舊印刷電路板的回收利用和鐵鍋生銹為載體，考查了熱化學方程式和金屬的腐蝕等知識，為高頻考點，注意把握蓋斯定律的應用，題目難度不大．