Question

7．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（如图1所示）：

乙同学在查阅资料后得知：在通入空气并加热的务件下，铜可与稀硫酸在溶液中发生反应（方程式为：
2Cu+2H₂SO₄+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O），于是他提出了另一套方案（如图2所示）：
（1）甲方案的②③三个步骤中，与铜或铜的化合物有关的化学反应方程式分别是：
②CuO+H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+H₂O；
③Fe+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（选填“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用完．
（4）丁又提出了疑问：“如果铁过量，剩余的铁会混在红色粉末中，该用什么化学方法处理？”．请提出你的想法：将所得的铜粉酸洗后再洗涤，干燥．

Answer 1

分析 解答本题关键是要知道置换铜必须用铁，因为还要得到硫酸亚铁，为了反应充足加入的试剂要过量，再利用铁能与硫酸反应，铜不能与硫酸反应将铜和铁分开．

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$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+H₂O； 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；
（4）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．
故答案为：（1）CuO+H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+H₂O，Fe+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用完；
（4）将所得的铜粉酸洗后再洗涤，干燥．

点评 本题考查通过实验现象，综合利用所学知识进行分析解题的能力．