Question

【题目】印刷电路板（简称PCB）是电子产品的重要组成部分，在PCB的加工过程中，常采用碱性蚀刻法，蚀刻后的废液中存在大量的[Cu(NH3)4]C12，如果直接排放不仅造成资源浪费，而且污染环境。下图是碱性蚀刻制PCB，并利用蚀刻废液制碱式碳酸铜（Cu2(OH)2CO3）的工艺流程。

（1）碱性蚀刻时发生反应的化学方程式为_____________________________________。

（2）滤液a的溶质主要是__________。（化学式）

（3）不同的氨铜比和碳铜比条件下溶解CuO得A溶液，实验结果如下图。该反应的最佳实验条件为_______________________________。（氨铜比指n(NH3)∶n(CuO)，碳铜比指n(NH4HCO3)∶n(CuO) ）

（4）A溶液主要含[Cu(NH3)n]2+，对溶液中析出的无水碳酸盐进行分析后，测得元素质量分数为N：17.5%，Cu：39.7%，则此蓝色晶体的化学式是____________。

（5）写出真空蒸氨反应的化学方程式__________________________________________。

（6）蒸氨时，如果选择在常压80℃条件下进行，即使反应24小时，也仅有少量氨蒸出，且不Cu2(OH)2CO3沉淀析出。原因为______________________________________。

（7）除流程中标出的循环使用的物质外，还可循环使用的物质有__________。

（8）已知某次实验从0.4L 含Cu元素140g/L的蚀刻废液获得碱式碳酸铜82.5g，则Cu元素回收率为_____________（结果保留至1%）。

Answer 1

【答案】 2Cu + O2 + 4NH3·H2O + 4NH4Cl =2 [Cu(NH3)4]C12 + 6H2O NaCl 氨铜比3.0:1，碳铜比1.25:1 [Cu(NH3)2]CO3 2[Cu(NH3)2] CO3+ H2O == Cu2(OH)2CO3↓+ 4NH3↑ + CO2↑ 氨气极易溶于水，常压不容易蒸出，且[Cu(NH3)2]2+稳定 气体a（或NH3） 85%

【解析】(1)碱性蚀刻时，蚀刻后的废液中存在大量的[Cu(NH3)4]C12，Cu、 O2、NH3·H2O 和NH4Cl反应生成[Cu(NH3)4]C12，反应的化学方程式为2Cu + O2 + 4NH3·H2O + 4NH4Cl =2 [Cu(NH3)4]C12 + 6H2O，故答案为：2Cu + O2 + 4NH3·H2O + 4NH4Cl =2 [Cu(NH3)4]C12 + 6H2O；

(2)[Cu(NH3)4]C12中加入氢氧化钠溶液加热生成氧化铜，和气体a，气体a应该为氨气，根据质量守恒，滤液a的溶质主要是NaCl，故答案为：NaCl；

(3)根据图像，氨铜比3.0:1，碳铜比1.25:1时CuO的溶解率较高，最佳实验条件为氨铜比3.0:1，碳铜比1.25:1，故答案为：氨铜比3.0:1，碳铜比1.25:1；

(4)A溶液主要含[Cu(NH3)n]2+，对溶液中析出的无水碳酸盐进行分析后，测得元素质量分数为N：17.5%，Cu：39.7%，则n(NH3)：n(Cu)= ： =2:1，此蓝色晶体的化学式为[Cu(NH3)2]CO3，故答案为：[Cu(NH3)2]CO3；

(5)根据流程图，真空蒸氨时，[Cu(NH3)2]CO3分解放出氨气，同时生成Cu2(OH)2CO3↓，反应的化学方程式为2[Cu(NH3)2] CO3+ H2O == Cu2(OH)2CO3↓+ 4NH3↑ + CO2↑，故答案为：2[Cu(NH3)2] CO3+ H2O == Cu2(OH)2CO3↓+ 4NH3↑ + CO2↑；

(6)氨气极易溶于水，常压不容易蒸出，且[Cu(NH3)2]2+稳定，因此在常压80℃条件下进行，即使反应24小时，也仅有少量氨蒸出，故答案为：氨气极易溶于水，常压不容易蒸出，且[Cu(NH3)2]2+稳定；

(7)根据流程图，气体a为氨气，滤液a的溶质主要是NaCl，氨气可以被循环使用，故答案为：气体a(或NH3)；

(8)82.5g碱式碳酸铜中含有铜元素的质量=82.5g×=47.41g，Cu元素回收率=×100%=85%，故答案为：85%。