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______ 2CuO

Answer 1

【答案】分析：“从含铜废料中回收铜”符合绿色化学的理念，再回收利用中，设计了两套方案，处理有关问题，并进行评价．甲方案中：发生的有关化学方程式为：①2Cu+O₂2CuO；②CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O；③Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．但“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾，所以不如乙方案更合理；然后设计提取的有关问题；最后考查学生的计算能力及体验回收成果，增强成就感．
解答：解：（1）由题意，甲方案中：发生的有关化学方程式为：①2Cu+O₂2CuO；
②CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O；
③Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）从环保的角度，乙方案更合理，甲方案的“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾；
（3）加入略过量的铁屑的目的是“确保CuSO₄用完”或“将Cu完全置换出来”；
（4）蒸发、降温都能使“绿矾”结晶出来，直接排放掉滤液，不仅造成了浪费，还会造成环境污染或水污染；
（5）硫酸稀释问题，操作为：将浓硫酸沿玻璃棒加入水中；
（6）由题意，列式计算即可．

故本题答案为：（1）①2Cu+O₂2CuO；②CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O；
③Fe+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%
=
x=1177.6g
答：所能处理的废料中含纯铜1177.6克．
点评：本题探讨了“从含铜废料中回收铜”的有关问题，设计了不同的方案，并进行评价，考察了考生的思考、探讨、评价等诸多能力．