Question

在電纜生產(chǎn)過程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定量的含銅廢料（如：零碎電纜）．下面是某化學(xué)興趣小組處理回收含銅廢料的主要步驟．

回答下列問題：
（1）溶液A中溶質(zhì)的化學(xué)式是

 

．
（2）步驟②中發(fā)生的化學(xué)方程式為

 

．
（3）步驟④的操作方法是

 

．
（4）某同學(xué)在查閱資料后得知：在通入空氣并加熱的條件下，銅可與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)（方程式為：2Cu+2H₂SO₄+O₂

△   .

2CuSO₄+2H₂O），該方案明顯優(yōu)于原方案，你認(rèn)為優(yōu)點(diǎn)是

 

．現(xiàn)有160kg含銅80%的廢料，完全與硫酸、氧氣發(fā)生反應(yīng)，最多生成CuSO₄

 

kg．
（5）方案最后一步所得淺綠色濾液結(jié)晶后，會(huì)得到硫酸亞鐵晶體，可增加經(jīng)濟(jì)效益．請(qǐng)寫出使“綠礬”結(jié)晶的兩種可能方法：

 

、

 

（“綠礬”溶解度隨溫度升高而增大）．

Answer 1

分析：（1）由藍(lán)色溶液與鐵反應(yīng)考慮所得溶液中的溶質(zhì)；
（2）由圖示知稀硫酸與氧化銅反應(yīng)，可寫其反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）步驟④是分離固液混合物的操作，根據(jù)要求可選擇適當(dāng)?shù)姆蛛x方法；
（4）對(duì)比分析原實(shí)驗(yàn)方案，即可知道該方案的明顯優(yōu)點(diǎn)；根據(jù)題給的化學(xué)方程式和相關(guān)數(shù)據(jù)即可計(jì)算出所求數(shù)據(jù)，這是一道根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算題；
（5）根據(jù)題意確定“綠礬”結(jié)晶的兩種方法．

解答：解：（1）銅在空氣中灼燒生成黑色固體氧化銅，氧化銅與硫酸反應(yīng)生成藍(lán)色硫酸銅，與鐵屑反應(yīng)置換出銅，反應(yīng)方程式為：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O； Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；故溶液A中溶質(zhì)的化學(xué)式是FeSO₄；
（2）步驟②中發(fā)生的化學(xué)方程式為：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O；
（3）加入適量的鐵屑，是將硫酸銅中的銅全部置換出來，用過濾法即可分離溶液A和紅色固體B；
（4）從環(huán)保角度對(duì)兩套方案的不同部分進(jìn)行比較，開始方案第一步灼燒會(huì)產(chǎn)生污染空氣的氣體，粉塵，煙霧，由此可知第二個(gè)方案更合理，根據(jù)方程式2Cu+2H₂SO₄+O₂

△   .

2CuSO₄+2H₂O，計(jì)算160kg含銅80%的廢料，完全與硫酸、氧氣發(fā)生反應(yīng)，最多生成CuSO₄ 320kg．
（5）結(jié)晶的方法有：冷卻熱飽和溶液和蒸發(fā)溶劑法，即蒸發(fā)結(jié)晶和降溫結(jié)晶．
故答案為：1）FeSO₄；（2）CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O；（3）過濾；（4）沒有廢氣產(chǎn)生，不污染環(huán)境，320；（5）蒸發(fā)水分、降溫．

點(diǎn)評(píng)：本題考查通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析解題的能力．題型涉及知識(shí)面廣泛，是一道鍛煉能力的好題．