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①②③三个步骤中,与铜或铜的化合物有关的化学反应方程式分别是:
① ;② ;
③ 。
(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: 。
(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: 。(2分)
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?”。请提出你的想法: 。
(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”结晶的两种可能方法: 、 (“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 。
(5)若上述方案所用的稀硫酸溶质质量分数为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: 。(2分)
(6)根据乙同学查出的方程式(2Cu + 2H2SO4 + O2 2CuSO4 + 2H2O)计算:如果1000mL98%的浓硫酸(密度为1.84g/mL)稀释后全部参加了反应(假设硫酸不和碎电缆皮、其他杂质反应),所能处理的废料中含纯铜多少克?(请写出计算过程,结果精确到0.1克。5分)
“用双氧水和二氧化锰制氧气”的反应方程式为: 。某同学做了该实验后,展开了下列思考与探究:
(1)催化剂MnO2的用量对反应速率有没有影响呢?
他做了这样一组实验:每次均用30mL10%的H2O2溶液,采用不同量MnO2粉末做催化剂,测定各次收集到500mL氧气时所用的时间,结果如下:(其他实验条件均相同)
| 实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| MnO2粉末用量(克) | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
| 所用时间(秒) | 17 | 8 | 7 | 5 | 4 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 |
请分析表中数据回答:MnO2的用量对反应速率有没有影响呢?如果有,是怎样影响的呢?
答: 。
(2)H2O2溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响呢?
他又做了一组实验:每次均取5mL30%的H2O2溶液,然后稀释成不同溶质质量分数的溶液进行实验。记录数据如下:(实验均在20℃室温下进行,其他实验条件也均相同)
| 实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| H2O2溶液溶质质量分数 | 1% | 3% | 5% | 10% | 15% | 20% | 25% | 30% |
| MnO2粉末用量(克) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 收集到540mL气体时所用时间(秒) | 660 | 220 | 205 | 80 | 25 | 9 | 4 | 3 |
| 反应后液体温度(℃) | 24 | 34 | 39 | 56 | 65 | 67 | 69 | 70 |
请分析表中数据回答:H2O2溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响呢?如果有,是怎样影响的呢?
答: 。
由表中数据还可看出,该反应是个 反应(填“放热”或“吸热”)。
(3) 还有哪些因素可能影响该反应的速率呢?
请说出你的一个猜想: 。