Question

【題目】回收利用廢舊金屬具有重要意義。某機(jī)械廠金屬廢料的成分是 Zn、Cu、ZnO和 CuO，某化學(xué)小組利用該金屬廢料回收銅并制取氧化鋅和硫酸銅。請回答下列問題。

（活動一）回收銅并制取氧化鋅，實(shí)驗(yàn)方案如下：

（1）步驟 I 所得濾液 a 中溶質(zhì)的成分是____（填寫化學(xué)式）。

（2）步驟 III 加入試劑甲的名稱是______。

（3）步驟 IV 加入適量 NaOH 溶液的目的是________。

（活動二）利用活動一回收的銅制取硫酸銅，設(shè)計(jì)方案如下：

方案 A：

方案 B：

（信息）

（4）方案 A 中氧化銅與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

（5）小組同學(xué)從綠色化學(xué)的視角分析方案 B 不合理，理由是____（寫出一條即可）。

Answer 1

【答案】ZnSO4、CuSO4、H2SO4 稀硫酸 使硫酸鋅完全反應(yīng) 方案 B會生成二氧化硫，污染空氣

【解析】

鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，氧化鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和水，氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，硫酸鋅和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鋅和硫酸鈉。

（1）金屬廢料的成分是 Zn、Cu、ZnO和 CuO，加入過量稀硫酸，鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，氧化鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和水，氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，銅和稀硫酸不反應(yīng)，步驟 I 是過濾，故所得濾液 a 中溶質(zhì)的成分是硫酸鋅、硫酸銅、過量的稀硫酸，化學(xué)式為ZnSO4、CuSO4、H2SO4。

（2）濾液a中溶質(zhì)的成分是硫酸鋅、硫酸銅、稀硫酸，步驟II加入過量的鋅粉，鋅和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋅和銅，鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，則濾渣中含有鋅和銅，加入過量的試劑甲，過濾得到銅和濾液c，濾液b是硫酸鋅，濾液c和濾液b均與氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和氫氧化鋅，則濾液c也是硫酸鋅溶液，故步驟 III 加入試劑甲的名稱是稀硫酸。

（3）硫酸鋅和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鋅和硫酸鈉，故步驟 IV 加入適量 NaOH 溶液的目的是使硫酸鋅完全反應(yīng)。

（4）方案 A 中氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

（5）由質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后元素的質(zhì)量和種類均不變，濃硫酸中含有硫元素，生成物中含有二氧化硫，故小組同學(xué)從綠色化學(xué)的視角分析方案 B 不合理，理由是濃硫酸中含有硫元素，會生成二氧化硫，污染空氣。