Question

在电缆生产过程中，不可避免地会产生一定量的含铜废料（如：零碎电缆）．下面是某化学兴趣小组处理回收含铜废料的主要步骤．

回答下列问题：
（1）溶液A中溶质的化学式是

 

．
（2）步骤②中发生的化学方程式为

 

．
（3）步骤④的操作方法是

 

．
（4）某同学在查阅资料后得知：在通入空气并加热的条件下，铜可与稀硫酸发生反应（方程式为：2Cu+2H₂SO₄+O₂

△   .

2CuSO₄+2H₂O），该方案明显优于原方案，你认为优点是

 

．现有160kg含铜80%的废料，完全与硫酸、氧气发生反应，最多生成CuSO₄

 

kg．
（5）方案最后一步所得浅绿色滤液结晶后，会得到硫酸亚铁晶体，可增加经济效益．请写出使“绿矾”结晶的两种可能方法：

 

、

 

（“绿矾”溶解度随温度升高而增大）．

Answer 1

分析：（1）由蓝色溶液与铁反应考虑所得溶液中的溶质；
（2）由图示知稀硫酸与氧化铜反应，可写其反应的化学方程式；
（3）步骤④是分离固液混合物的操作，根据要求可选择适当的分离方法；
（4）对比分析原实验方案，即可知道该方案的明显优点；根据题给的化学方程式和相关数据即可计算出所求数据，这是一道根据化学方程式的计算题；
（5）根据题意确定“绿矾”结晶的两种方法．

解答：解：（1）铜在空气中灼烧生成黑色固体氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成蓝色硫酸铜，与铁屑反应置换出铜，反应方程式为：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O； Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；故溶液A中溶质的化学式是FeSO₄；
（2）步骤②中发生的化学方程式为：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O；
（3）加入适量的铁屑，是将硫酸铜中的铜全部置换出来，用过滤法即可分离溶液A和红色固体B；
（4）从环保角度对两套方案的不同部分进行比较，开始方案第一步灼烧会产生污染空气的气体，粉尘，烟雾，由此可知第二个方案更合理，根据方程式2Cu+2H₂SO₄+O₂

△   .

2CuSO₄+2H₂O，计算160kg含铜80%的废料，完全与硫酸、氧气发生反应，最多生成CuSO₄ 320kg．
（5）结晶的方法有：冷却热饱和溶液和蒸发溶剂法，即蒸发结晶和降温结晶．
故答案为：1）FeSO₄；（2）CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O；（3）过滤；（4）没有废气产生，不污染环境，320；（5）蒸发水分、降温．

点评：本题考查通过实验现象，培养学生综合利用所学知识进行分析解题的能力．题型涉及知识面广泛，是一道锻炼能力的好题．