Question

12．某電纜廠在電纜生產(chǎn)過程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定量的含銅廢料（如：零碎電纜）．某化學(xué)興趣小組的四位同學(xué)得知這一情況后，圍繞“從含銅廢料中回收銅”提出了各自的看法．
甲同學(xué)根據(jù)已學(xué)知識(shí)，提出了一套回收方案：

乙同學(xué)在查閱資料后得知：在通入空氣并加熱的條件下，銅可與稀硫酸在溶液中發(fā)生反應(yīng)（方程式為：2Cu+2H₂SO₄+O₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O），于是他提出了另一套方案：

（1）甲方案的①②③三個(gè)步驟中，是銅或銅的化合物有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，請(qǐng)寫出步驟③發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
（2）從環(huán)保角度對(duì)兩套方案的不同部分進(jìn)行比較，你認(rèn)為乙（填“甲”或“乙”）的方案更合理．理由是：甲方案第一步灼燒會(huì)產(chǎn)生污染空氣的氣體，粉塵，煙霧．
（3）丙認(rèn)為，無論是甲還是乙的方案，在“加鐵屑”這一步時(shí)，應(yīng)該加入略過量的鐵屑．你認(rèn)為丙這么說的道理是：確保CuSO₄反應(yīng)完．丁又提出了疑問：“如果鐵過量，剩余的鐵會(huì)混在紅色粉末中，該怎么處理呢？”．請(qǐng)?zhí)岢瞿愕奶幚矸椒ǎ簩⑺�得銅粉酸洗后再洗滌、干燥．
（4）最后，老師肯定了同學(xué)們的積極思考，但同時(shí)指出：方案最后一步所得淺綠色濾液結(jié)晶后，會(huì)得到一種俗稱“綠礬”的工業(yè)產(chǎn)品，可增加經(jīng)濟(jì)效益．請(qǐng)寫出使“綠礬”結(jié)晶的可能方法（只寫一種）：蒸發(fā)結(jié)晶（“綠礬”溶解度隨溫度升高而增大）．如果直接排放掉濾液，不僅造成了浪費(fèi)，還會(huì)環(huán)境污染．

Answer 1

分析 根據(jù)銅能與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，生成的氧化銅可以與酸反應(yīng)生成鹽和水，在金屬活動(dòng)性順序中，氫前的金屬能與酸反應(yīng)生成鹽和氫氣，位置在前的金屬能將位于其后的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來，要回收銅可以加入活動(dòng)性比銅強(qiáng)的金屬等知識(shí)進(jìn)行分析．

解答 解：（1）反應(yīng)③是鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）從環(huán)保角度對(duì)兩套方案的不同部分進(jìn)行比較，甲方案第一步灼燒會(huì)產(chǎn)生污染空氣的氣體，粉塵，煙霧，由此可知乙的方案更合理；
（3）加入略過量的鐵屑，是將硫酸銅全部置換出來；如果鐵過量，會(huì)混在紅色粉末中，可以加入適量的酸除去剩余的鐵屑；
（4）“綠礬”溶解度隨溫度升高而增大，所以結(jié)晶的方法有：蒸發(fā)結(jié)晶．
故答案為：（1）①Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（2）乙，甲方案第一步“灼燒”會(huì)產(chǎn)生污染空氣的氣體、粉塵、煙霧；
（3）確保CuSO₄ 反應(yīng)完；將所得銅粉酸洗后再洗滌、干燥；
（4）蒸發(fā)結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng) 本題探討了“從含銅廢料中回收銅”的有關(guān)問題，設(shè)計(jì)了不同的方案，并進(jìn)行評(píng)價(jià)，考察了考生的思考、探討、評(píng)價(jià)等諸多能力．