题目内容

8.废弃金属随意丢弃不但造成资源浪费,还会造成有毒金属对环境的污染.某化学兴趣小组的同学为了从含有铬(Cr)、铜、铁的废弃合金中回收铜,并生产硫酸铜晶体,设计了如下实验方案,并展开实验.请你共同参与:

(1)兴趣小组的同学查找资料得知如下化学反应:Cr+FeSO4═CrSO4+Fe,该反应的基本类型属于置换反应(填“化合、分解、置换、复分解”).
(2)金属C是Cr;金属B的硫酸盐的名称是硫酸亚铁;金属A在日常生活中的一种用途是做导线.
(3)A、B、C三种金属的活动性顺序为:B>C>A.
(4)写出步骤①中任意一个反应的化学方程式:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑.
(5)兴趣小组同学利用提纯的金属铜制备硫酸晶体,设计了以下两种方案:
方案甲:2Cu+O2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$  2CuO     CuO+H2SO4(稀)═CuSO4+H2O
方案乙:Cu+2H2So4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO4+SO2↑+2H2O
请从环保和经济的角度分析,甲方案(选填“甲”或“乙”)更好,优点有:
①硫酸的利用率高;②不产生SO2污染环境.

分析 (1)根据反应的特点分析反应的类型;
(2)根据金属活动性顺序、实验的目的和操作过程进行分析解答;
(3)根据现象得出结论;
(4)根据反应写出反应的方程式;
(5)根据方案一中反应条件是常温,反应物是稀硫酸,方案二中反应物是浓硫酸,反应条件是加热进行分析

解答 解:(1)在反应Cr+FeSO4═CrSO4+Fe中,一种单质与化合物反应生成了另一种单质与另一种化合物,属于置换反应;
(2)由题意可知,Cr的活动性比铁强,都位于氢前,因此Cr和Fe都能和稀硫酸反应分别产生硫酸铬和硫酸亚铁,在向混合液中加入B,能够置换出C,因此B是铬,
C是铁,A是铜,铜可以做导线;
(3)根据(1)和(2)的分析可知三种金属活动性顺序按强到弱为Cr、Fe、Cu;
(4)步骤①中的一个反应可以是:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑或Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑;
(5)乙方案中放出的有毒气体二氧化硫会造成对空气的污染,因此,从保护环境的角度来看,乙方案就不够合理;根据生成硫酸铜反应的化学方程式可以看到,生成相同物质的量的硫酸铜,消耗硫酸的物质的量乙方案也是甲方案有两倍,因此从节约原料的角度来看,乙方案也不够合理.
故答案为:(1)置换;
(2)Cr,硫酸亚铁,做导线;
(3)B>C>A;
(4)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
(5)甲,SO2.

点评 本题难度较大,依据题目的要求结合反应原理分析即可;分析一个反应的可行性要从多方面分析,如从反应的可行性,环保安全,操作简便,经济节能方面考虑.

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