题目内容

(2013?安徽模拟)铜陵有色股份有限公司电线电缆厂属国家电线电缆、绕组线行业专业生产厂.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
 △ 
.
 
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
2Cu+O2
  △  
.
 
2CuO
2Cu+O2
  △  
.
 
2CuO
; ③
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
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
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
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:
将Cu完全置换出来
将Cu完全置换出来
.
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:
所得铜粉酸洗后再洗涤、干燥
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.如果直接排放掉滤液,不仅造成了浪费,还会
造成水污染或环境污染
造成水污染或环境污染
.
(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
4900
4900
g,需水
3060
3060
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:
将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓加入水中,边加边搅拌
将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓加入水中,边加边搅拌
.
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,
故答案为:2Cu+O2
  △  
.
 
2CuO,Fe+CuSO4═FeSO4+Cu;
(2)甲采用灼烧含铜废料的方法能产生空气污染,所以乙方案比较环保,
故答案为: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,
故答案为: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,
故答案为:造成水污染或环境污染;
(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,边加边搅拌,
故答案为:4900;3060;将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓加入水中,边加边搅拌.
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,培养学生综合利用所学知识进行分析解题的能力,题型涉及知识面广泛.
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