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①②③三個步驟中，與銅或銅的化合物有關的化學反應方程式分別是：

①                                   ；②                                   ；

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：                                                  。（2分）

丁又提出了疑問：“如果鐵過量，剩余的鐵會混在紅色粉末中，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。請寫出使“綠礬”結晶的兩種可能方法：            、            （“綠礬”溶解度隨溫度升高而增大）。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溶質質量分數為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：                                。（2分）

  （6）根據乙同學查出的方程式（2Cu + 2H₂SO₄ + O₂      2CuSO₄ + 2H₂O）計算：如果1000mL98%的濃硫酸（密度為1.84g/mL）稀釋后全部參加了反應（假設硫酸不和碎電纜皮、其他雜質反應），所能處理的廢料中含純銅多少克？（請寫出計算過程，結果精確到0.1克。5分）

Answer 1

（1）① 2Cu + O₂ ^加熱  2CuO ； ② CuO + H₂SO₄ === CuSO₄ + H₂O ；

③ Fe + CuSO₄ === FeSO₄ + Cu 。

（第②個方程式“加熱”條件不作要求）

   （2）乙 。甲方案第一步“灼燒”會產生污染空氣的氣體、粉塵、煙霧。（關鍵詞：“污染空氣”）

   （3）“確保CuSO₄ 用完”或“將Cu完全置換出來”，其他類似說法均可得分。

將所得銅粉酸洗后再洗滌、干燥；或過濾前在加適量的酸以除去剩余的鐵粉。（關鍵詞：“加酸”）

   （4）蒸發 、降溫 。 水污染或環境污染。

   （5）4900 ，3060 。將濃硫酸沿玻璃棒加入水中（關鍵詞“濃硫酸加入水中”，答對順序即得分）。

   （6）解：設所能處理的廢料中純銅質量為x。

           2Cu   +     2H₂SO₄   +   O₂       2CuSO₄   +   2H₂O

          2×64        2×98

           x         1000mL×1.84g/mL×98%

                                                                  （格式、過程：2分）

=

          2×64             2×98         

           x         1000mL×1.84g/mL×98%

         

          x = 1177.6g                                                （1分）  

          答：所能處理的廢料中含純銅1177.6克。