24.(11分)据统计,我国每年报废的手机超过1亿部,若不进行有效回收利用,
会造成巨大的浪费和污染。同学们对废旧手机中的金属回收产生兴趣。
【提出问题】
从废旧手机中可以回收到哪些有价值的金属?如何回收?
【查阅资料】
Ⅰ.手机电路板中的金属及其价格如下表所示:
种类 |
Fe |
Cu |
Al |
Ni |
Au |
Ag |
Pd(钯) |
市场价格/($/t) |
365 |
7175.5 |
1710.5 |
14235 |
4.7×107 |
7.6×105 |
2.7×107 |
矿石中含量 |
72.4 |
0.87 |
29.1 |
1.02 |
4 |
120 |
0.4 |
手机电路板中含量 |
5 |
13 |
1 |
0.1 |
350 |
1380 |
210 |
说明:Fe、Cu、Al、Ni的含量用质量分数(%)表示,Au、Ag、Pd的含量的单位为“g/t”。 Ⅱ.Ni的金属活动性位于氢前;Pd的金属
活动性位于氢后;NiCl2溶液为绿色。
【实验方案】
第一步:选择值得回收的金属。
依据资料Ⅰ中的数据,废旧手机中有回收价值的金属有Au、Ag、Cu、Pd,
(1)原因是:①它们的市场价格较高;② ▲ 。
第二步:设计实验分离、回收部分金属。
序号 |
实验步骤 |
实验现象 |
Ⅰ |
取一废旧手机电路板,用电吹风机靠近电路焊接点的焊锡吹热风,一段时间后,用镊子将金属电路从塑料板中拽出 |
焊锡熔化 |
Ⅱ |
将金属电路放入烧杯中,加入过量10%的稀盐酸浸泡 |
…… |
Ⅲ |
取Ⅱ中未溶解的金属电路,用蒸馏水洗净后,放入如上图所示装置中,进行实验。 |
溶液逐渐变成蓝色,仍有微量金属固体未溶解 |
Ⅳ |
过滤Ⅲ中烧杯中的物质,洗涤滤纸上的物质 |
滤纸上仍有微量金属固体 |
【问题讨论】
(2)由步骤I中的现象,可推知的焊锡的物理性质是 ▲ (填字母)。
a.熔点低 b.硬度大 c.抗腐蚀性强
(3)步骤Ⅱ中实验室用溶质质量分数为37%、密度是1.18 g•mL-1的浓盐酸配制10%的盐酸185 g,需要浓盐酸 ▲ ml;配制该稀盐酸应选择的量筒量程(水的密度为1g/cm3)为 ▲ (填字母)。
a.10ml b.50ml c.100ml d.200ml
(4) 步骤Ⅱ所得溶液中,至少含有 ▲ (填数字)种溶质,该步骤中对应的实验现象是 ▲ 。
(5)请写出步骤Ⅲ中,溶液变成蓝色的化学方程式 ▲ 。
(6)步骤Ⅳ中过滤操作用到的玻璃仪器有玻璃棒、 ▲ 和 ▲ ,其中玻璃棒的作用是 ▲ 。
25.(15分)氯化钡是一种可溶性重金属盐,广泛应用于化工领域。工业上以重晶石(主要成分BaSO4,杂质为Fe2O3)为原料,通过下列流程生成氯化钡晶体(BaCl2·xH2O)并进行组成测定。
已知:① BaSO4 + 4 C 4 CO↑+ BaS
② CaO、BaO都能与水反应生成碱
(1)焙烧时,焦炭与杂质Fe2O3也会发生反应,反应方程式为 ▲ ;实际生产中必须加入过量焦炭,其目的是使重晶石充分反应,提高产率和 ▲ 。
(2)焙烧时,温度和时间对硫酸钡转化率的影响如下图,则最佳温度约为 ▲ ℃,时间约为
▲ min。
(3)酸溶时,硫化钡(BaS)与盐酸发生复分解反应产生硫化氢气体(H2S),该反应方程式为 ▲ ;气体X成分除H2S和少量挥发出的HCl、水蒸气外,还含有 ▲ 。
(4)除铁反应中试剂Y可以是 ▲ (填字母)。
a. NaOH溶液 b.氨水 c.生石灰 d.BaO固体
证明铁已除尽的方法是:取上层清液于试管中,滴入 ▲ 溶液,若无明显现象,则已除尽。
(5)滤渣水洗的目的是提高晶体产率和 ▲ 。
(6)测定晶体(BaCl2·xH2O)的组成:
Ⅰ.称取24.4g BaCl2晶体,置于小烧杯中,加入适量蒸馏水,使其全部溶解。
Ⅱ.再边搅拌边滴加稀硫酸到沉淀完全,静置;
Ⅲ.过滤并洗涤沉淀;
Ⅳ.将盛有沉淀的滤纸包烘干并中温灼烧后,称得BaSO4沉淀质量为23.3g。
② 过计算,确定x的值。(写出计算过程,3分)
②操作Ⅳ中,如果空气不充足和温度过高,可能会有部分沉淀被滤纸中的碳还原为BaS,这使x的测定结果 ▲ (填“偏低”、“偏高”或“不变”)。