Question

12．某电缆厂在电缆生产过程中，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 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O），于是他提出了另一套方案：

（1）甲方案的①②③三个步骤中，是铜或铜的化合物有关的化学反应，请写出步骤③发生的化学反应的化学方程式Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
（2）从环保角度对两套方案的不同部分进行比较，你认为乙（填“甲”或“乙”）的方案更合理．理由是：甲方案第一步灼烧会产生污染空气的气体，粉尘，烟雾．
（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：确保CuSO₄反应完．丁又提出了疑问：“如果铁过量，剩余的铁会混在红色粉末中，该怎么处理呢？”．请提出你的处理方法：将所得铜粉酸洗后再洗涤、干燥．
（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．请写出使“绿矾”结晶的可能方法（只写一种）：蒸发结晶（“绿矾”溶解度随温度升高而增大）．如果直接排放掉滤液，不仅造成了浪费，还会环境污染．

Answer 1

分析 根据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等知识进行分析．

解答 解：（1）反应③是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）从环保角度对两套方案的不同部分进行比较，甲方案第一步灼烧会产生污染空气的气体，粉尘，烟雾，由此可知乙的方案更合理；
（3）加入略过量的铁屑，是将硫酸铜全部置换出来；如果铁过量，会混在红色粉末中，可以加入适量的酸除去剩余的铁屑；
（4）“绿矾”溶解度随温度升高而增大，所以结晶的方法有：蒸发结晶．
故答案为：（1）①Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（2）乙，甲方案第一步“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾；
（3）确保CuSO₄ 反应完；将所得铜粉酸洗后再洗涤、干燥；
（4）蒸发结晶．

点评 本题探讨了“从含铜废料中回收铜”的有关问题，设计了不同的方案，并进行评价，考察了考生的思考、探讨、评价等诸多能力．