Question

某集团是一家以生产电缆类产品为主的国家大型企业．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）．某化学兴趣小组的四位同学得知这一情况后，围绕“从含铜废料中回收铜”提出了各自的看法．
甲同学根据已学知识，提出了一套回收方案：

乙同学在查阅资料后得知：在通入空气并加热的条件下，铜可与稀硫酸在溶液中发生反应（方程式为：2Cu+2H₂SO₄+O₂?2CuSO₄+2H₂O），于是他提出了另一套方案：

（1）甲方案的①、③两个步骤中，与铜或铜的化合物有关的化学反应方程式分别是：
①

 

； ③

 

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（2）从环保角度对两套方案的不同部分进行比较，你认为

 

（填“甲”或“乙”）的方案更合理．理由是：

 

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（3）丙认为，无论是甲还是乙的方案，在“加铁屑”这一步时，应该加入略过量的铁屑．你认为丙这么说的道理是：

 

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丁又提出了疑问：“如果铁过量，剩余的铁粉会混在红色粉末中，该怎么处理呢？”．
请提出你的想法：

 

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（4）最后，老师肯定了同学们的积极思考，但同时指出：方案最后一步所得浅绿色滤液结晶后，会得到一种俗称“绿矾”的工业产品，可增加经济效益．如果直接排放掉滤液，不仅造成了浪费，还会

 

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（5）若上述方案所用的稀硫酸质量分数为36.8%，问每1000mL98%的浓硫酸（密度为1.84g/mL）能配制出这种稀硫酸

 

g，需水

 

mL（水的密度为1.0g/mL），在实验室中稀释浓硫酸时，是如何操作的：

 

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Answer 1

分析：铜能与氧气反应生成氧化铜，生成的氧化铜可以与酸反应生成盐和水，在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成盐和氢气，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，要回收铜可以加入活动性比铜强的金属，配制溶液需要知道溶质的量和溶剂的量，浓硫酸的密度比水大且溶于水时能放出大量的热．

解答：解：（1）含铜废料在空气中灼烧铜能与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜，加入铁粉可以与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，
所以本题答案为：2Cu+O₂

△   .

2CuO，Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）采用灼烧含铜废料的方法能产生空气污染，所以本题答案为：乙，甲方案第一步“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾；
（3）为确保硫酸铜中的铜全部被置换出来，需加入过量的铁粉，多余的铁粉可以利用铁与酸的反应除去，所以本题答案为：将Cu完全置换出来，将所得铜粉酸洗后再洗涤、干燥；
（4）硫酸亚铁排放到水中易造成水体污染，所以本题答案为：水污染或环境污染；
（5）1000mL98%的浓硫酸含溶质质量为1000mL×1.84g/mL×98%=1803.2g，所以能配出36.8%的硫酸质量为1803.2g÷36.8%=4900g，需水的质量为4900g-1000mL×1.84g/mL=3060g，故水的体积为
3060g÷1.0g/mL=3060mL，浓硫酸的密度比水大且溶于水时放出大量的热，稀释时要将浓硫酸倒入水中，所以本题答案为：4900，3060，将浓硫酸沿玻璃棒加入水中．

点评：本题考查了金属铜的回收，完成此题，可以依据金属活动性顺序及其意义进行．