Question

某集團是一家以生產電纜類產品為主的國家大型企業．在電纜生產過程中，不可避免地會產生一定量的含銅廢料（如：零碎電纜）．某化學興趣小組的四位同學得知這一情況后，圍繞“從含銅廢料中回收銅”提出了各自的看法．
甲同學根據已學知識，提出了一套回收方案：

乙同學在查閱資料后得知：在通入空氣并加熱的條件下，銅可與稀硫酸在溶液中發生反應（方程式為：2Cu+2H₂SO₄+O₂?2CuSO₄+2H₂O），于是他提出了另一套方案：

（1）甲方案的①、③兩個步驟中，與銅或銅的化合物有關的化學反應方程式分別是：
①

 

； ③

 

．
（2）從環保角度對兩套方案的不同部分進行比較，你認為

 

（填“甲”或“乙”）的方案更合理．理由是：

 

．
（3）丙認為，無論是甲還是乙的方案，在“加鐵屑”這一步時，應該加入略過量的鐵屑．你認為丙這么說的道理是：

 

．
丁又提出了疑問：“如果鐵過量，剩余的鐵粉會混在紅色粉末中，該怎么處理呢？”．
請提出你的想法：

 

．
（4）最后，老師肯定了同學們的積極思考，但同時指出：方案最后一步所得淺綠色濾液結晶后，會得到一種俗稱“綠礬”的工業產品，可增加經濟效益．如果直接排放掉濾液，不僅造成了浪費，還會

 

．
（5）若上述方案所用的稀硫酸質量分數為36.8%，問每1000mL98%的濃硫酸（密度為1.84g/mL）能配制出這種稀硫酸

 

g，需水

 

mL（水的密度為1.0g/mL），在實驗室中稀釋濃硫酸時，是如何操作的：

 

．

Answer 1

分析：銅能與氧氣反應生成氧化銅，生成的氧化銅可以與酸反應生成鹽和水，在金屬活動性順序中，氫前的金屬能與酸反應生成鹽和氫氣，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來，要回收銅可以加入活動性比銅強的金屬，配制溶液需要知道溶質的量和溶劑的量，濃硫酸的密度比水大且溶于水時能放出大量的熱．

解答：解：（1）含銅廢料在空氣中灼燒銅能與氧氣反應生成氧化銅，氧化銅與硫酸反應生成硫酸銅，加入鐵粉可以與硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，
所以本題答案為：2Cu+O₂

△   .

2CuO，Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）采用灼燒含銅廢料的方法能產生空氣污染，所以本題答案為：乙，甲方案第一步“灼燒”會產生污染空氣的氣體、粉塵、煙霧；
（3）為確保硫酸銅中的銅全部被置換出來，需加入過量的鐵粉，多余的鐵粉可以利用鐵與酸的反應除去，所以本題答案為：將Cu完全置換出來，將所得銅粉酸洗后再洗滌、干燥；
（4）硫酸亞鐵排放到水中易造成水體污染，所以本題答案為：水污染或環境污染；
（5）1000mL98%的濃硫酸含溶質質量為1000mL×1.84g/mL×98%=1803.2g，所以能配出36.8%的硫酸質量為1803.2g÷36.8%=4900g，需水的質量為4900g-1000mL×1.84g/mL=3060g，故水的體積為
3060g÷1.0g/mL=3060mL，濃硫酸的密度比水大且溶于水時放出大量的熱，稀釋時要將濃硫酸倒入水中，所以本題答案為：4900，3060，將濃硫酸沿玻璃棒加入水中．

點評：本題考查了金屬銅的回收，完成此題，可以依據金屬活動性順序及其意義進行．