Question

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）

Answer 1

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

③ Fe + CuSO₄ === FeSO₄ + Cu 。

（第②个方程式“加热”条件不作要求）

   （2）乙 。甲方案第一步“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾。（关键词：“污染空气”）

   （3）“确保CuSO₄ 用完”或“将Cu完全置换出来”，其他类似说法均可得分。

将所得铜粉酸洗后再洗涤、干燥；或过滤前在加适量的酸以除去剩余的铁粉。（关键词：“加酸”）

   （4）蒸发 、降温 。 水污染或环境污染。

   （5）4900 ，3060 。将浓硫酸沿玻璃棒加入水中（关键词“浓硫酸加入水中”，答对顺序即得分）。

   （6）解：设所能处理的废料中纯铜质量为x。

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

          2×64        2×98

           x         1000mL×1.84g/mL×98%

                                                                  （格式、过程：2分）

=

          2×64             2×98         

           x         1000mL×1.84g/mL×98%

         

          x = 1177.6g                                                （1分）  

          答：所能处理的废料中含纯铜1177.6克。