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2. 金属的回收。据统计，我国每年报废的手机超过1亿部，若不进行有效回收利用，会造成巨大的浪费和污染，同学们对废旧手机中的金属回收产生兴趣。
【提出问题】从废旧手机中可以回收到哪些有价值的金属？如何回收？
【查阅资料】①手机电路板中的金属及其价格如表所示：
说明：Fe、Cu、Al、Ni 的含量用质量分数(%)表示，Au、Ag、Pd 的含量的单位为“g/t”。
②Ni 能与稀酸反应；Pd 不与稀酸反应；$\ce{Ni^{2+}}$溶液为绿色。
③在通常情况下，铜不与稀硫酸反应，但在供给充足空气(氧气)并在加热条件下，铜在稀硫酸中能缓慢地减少，生成硫酸铜和水。
【实验方案】第一步：选择值得回收的金属。
依据资料①中的数据，废旧手机中有回收价值的金属有 Au、Ag、Cu、Pd，原因：
①它们的市场价格较高；
②
第二步：设计实验分离、回收部分金属（下表中不需要填空）。
【问题讨论】
(1) 由步骤Ⅰ中的现象，可推知焊锡的物理性质是
(2) 步骤Ⅱ对应的实验现象是
(3) 步骤Ⅱ所得溶液中，一定含有的金属元素是
(4) 步骤Ⅲ中实验结束后溶液变蓝，请用化学方程式解释：
(5) 步骤Ⅴ继续对步骤Ⅳ的溶液进行处理，请写出具体的操作：
【反思交流】为了确认步骤Ⅳ中滤纸上的金属成分，应进一步查阅的资料为
【提出问题】从废旧手机中可以回收到哪些有价值的金属？如何回收？
【查阅资料】①手机电路板中的金属及其价格如表所示：
说明：Fe、Cu、Al、Ni 的含量用质量分数(%)表示，Au、Ag、Pd 的含量的单位为“g/t”。
②Ni 能与稀酸反应；Pd 不与稀酸反应；$\ce{Ni^{2+}}$溶液为绿色。
③在通常情况下，铜不与稀硫酸反应，但在供给充足空气(氧气)并在加热条件下，铜在稀硫酸中能缓慢地减少，生成硫酸铜和水。
【实验方案】第一步：选择值得回收的金属。
依据资料①中的数据，废旧手机中有回收价值的金属有 Au、Ag、Cu、Pd，原因：
①它们的市场价格较高；
②
它们在手机电路板中的含量高于其在矿石中的含量
。第二步：设计实验分离、回收部分金属（下表中不需要填空）。
【问题讨论】
(1) 由步骤Ⅰ中的现象，可推知焊锡的物理性质是
熔点低
。焊锡与锡不同的物理性质还有硬度大
(写一条即可)，请用简单的方法证明：将两块等大的焊锡、锡片相互刻画，锡片上有痕迹
。(2) 步骤Ⅱ对应的实验现象是
溶液变成绿色，有气泡产生
。(3) 步骤Ⅱ所得溶液中，一定含有的金属元素是
Fe、Al、Ni
。(4) 步骤Ⅲ中实验结束后溶液变蓝，请用化学方程式解释：
$\ce{2Cu + O_{2} + 2H_{2}SO_{4}\xlongequal{\Delta}2CuSO_{4} + 2H_{2}O}$
。(5) 步骤Ⅴ继续对步骤Ⅳ的溶液进行处理，请写出具体的操作：
向步骤Ⅳ得到的滤液中加入足量的铁粉，充分反应后过滤
，并用化学方程式表示此反应：$\ce{Fe + CuSO_{4}=Cu + FeSO_{4}}$
。【反思交流】为了确认步骤Ⅳ中滤纸上的金属成分，应进一步查阅的资料为
Au、Ag、Pd在加热条件下，能否与氧气、稀硫酸发生反应(合理均可)
。答案
2. 【实验方案】②它们在手机电路板中的含量高于其在矿石中的含量
【问题讨论】(1) 熔点低 硬度大 将两块等大的焊锡、锡片相互刻画，锡片上有痕迹
(2) 溶液变成绿色，有气泡产生
(3) Fe、Al、Ni
(4) $\ce{2Cu + O_{2} + 2H_{2}SO_{4}\xlongequal{\Delta}2CuSO_{4} + 2H_{2}O}$
(5) 向步骤Ⅳ得到的滤液中加入足量的铁粉，充分反应后过滤 $\ce{Fe + CuSO_{4}=Cu + FeSO_{4}}$
【反思交流】Au、Ag、Pd在加热条件下，能否与氧气、稀硫酸发生反应(合理均可)
提示:【问题讨论】(2) 将金属电路放入烧杯中,加入足量稀盐酸浸泡,因为Fe、Al、Ni排在氢的前面,会与稀盐酸反应,故实验现象是溶液变成绿色,有气泡产生。(3) 步骤Ⅱ所得溶液中,一定含有的金属元素是Fe、Al、Ni,均与稀盐酸反应。(5) 现象是得到红色固体,因此步骤Ⅴ的操作是向Ⅳ中得到的滤液中加入足量的铁粉(或镁、锌等),充分反应后,过滤,置换出铜。
【问题讨论】(1) 熔点低 硬度大 将两块等大的焊锡、锡片相互刻画，锡片上有痕迹
(2) 溶液变成绿色，有气泡产生
(3) Fe、Al、Ni
(4) $\ce{2Cu + O_{2} + 2H_{2}SO_{4}\xlongequal{\Delta}2CuSO_{4} + 2H_{2}O}$
(5) 向步骤Ⅳ得到的滤液中加入足量的铁粉，充分反应后过滤 $\ce{Fe + CuSO_{4}=Cu + FeSO_{4}}$
【反思交流】Au、Ag、Pd在加热条件下，能否与氧气、稀硫酸发生反应(合理均可)
提示:【问题讨论】(2) 将金属电路放入烧杯中,加入足量稀盐酸浸泡,因为Fe、Al、Ni排在氢的前面,会与稀盐酸反应,故实验现象是溶液变成绿色,有气泡产生。(3) 步骤Ⅱ所得溶液中,一定含有的金属元素是Fe、Al、Ni,均与稀盐酸反应。(5) 现象是得到红色固体,因此步骤Ⅴ的操作是向Ⅳ中得到的滤液中加入足量的铁粉(或镁、锌等),充分反应后,过滤,置换出铜。
解析
【分析】
本题围绕废旧手机金属回收展开，需结合资料中金属的含量、性质及实验现象推导答案：首先判断有回收价值金属的依据，除价格高外，需看其在电路板中的含量；针对问题讨论的各小问，要利用金属的物理性质（熔点、硬度）、化学性质（与稀酸反应、与氧气和稀硫酸的反应）及实验现象分析推导。
【解析】
【实验方案】②根据资料①，废旧手机中Au、Ag、Cu、Pd等金属的含量高于其在矿石中的含量，因此有回收价值。
【问题讨论】
(1) 焊锡是合金，熔点低，故物理性质为熔点低；合金硬度大于纯金属，焊锡与锡不同的物理性质还有硬度大，证明方法是将两块等大的焊锡、锡片相互刻画，锡片上有痕迹。
(2) 步骤Ⅱ中加入稀酸，Fe、Al、Ni均排在氢前，能与稀酸反应，且Ni²⁺溶液为绿色，故实验现象是溶液变成绿色，有气泡产生。
(3) Fe、Al、Ni都与稀酸反应，因此步骤Ⅱ所得溶液中一定含有的金属元素是Fe、Al、Ni。
(4) 根据资料③，铜在氧气、稀硫酸加热条件下反应生成硫酸铜和水，化学方程式为$\ce{2Cu + O_{2} + 2H_{2}SO_{4}\xlongequal{\Delta}2CuSO_{4} + 2H_{2}O}$。
(5) 步骤Ⅳ的滤液中含硫酸铜，需加入足量铁粉置换出铜，操作是向步骤Ⅳ得到的滤液中加入足量的铁粉，充分反应后过滤，反应的化学方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4}=Cu + FeSO_{4}}$。
【反思交流】要确认步骤Ⅳ滤纸上的金属成分，需知道Au、Ag、Pd在加热条件下能否与氧气、稀硫酸发生反应。
【答案】
【实验方案】②它们在手机电路板中的含量高于其在矿石中的含量
【问题讨论】(1) 熔点低；硬度大；将两块等大的焊锡、锡片相互刻画，锡片上有痕迹 (2) 溶液变成绿色，有气泡产生 (3) Fe、Al、Ni (4) $\ce{2Cu + O_{2} + 2H_{2}SO_{4}\xlongequal{\Delta}2CuSO_{4} + 2H_{2}O}$ (5) 向步骤Ⅳ得到的滤液中加入足量的铁粉，充分反应后过滤；$\ce{Fe + CuSO_{4}=Cu + FeSO_{4}}$
【反思交流】Au、Ag、Pd在加热条件下，能否与氧气、稀硫酸发生反应(合理均可)
【知识点】
金属回收利用；金属的性质；金属活动性顺序
【点评】
本题结合废旧手机金属回收的实际情境，考查金属的物理性质、化学性质及实验操作，注重知识的应用，难度适中，能有效检验学生对金属相关知识的掌握程度。
【难度系数】
0.5
本题围绕废旧手机金属回收展开，需结合资料中金属的含量、性质及实验现象推导答案：首先判断有回收价值金属的依据，除价格高外，需看其在电路板中的含量；针对问题讨论的各小问，要利用金属的物理性质（熔点、硬度）、化学性质（与稀酸反应、与氧气和稀硫酸的反应）及实验现象分析推导。
【解析】
【实验方案】②根据资料①，废旧手机中Au、Ag、Cu、Pd等金属的含量高于其在矿石中的含量，因此有回收价值。
【问题讨论】
(1) 焊锡是合金，熔点低，故物理性质为熔点低；合金硬度大于纯金属，焊锡与锡不同的物理性质还有硬度大，证明方法是将两块等大的焊锡、锡片相互刻画，锡片上有痕迹。
(2) 步骤Ⅱ中加入稀酸，Fe、Al、Ni均排在氢前，能与稀酸反应，且Ni²⁺溶液为绿色，故实验现象是溶液变成绿色，有气泡产生。
(3) Fe、Al、Ni都与稀酸反应，因此步骤Ⅱ所得溶液中一定含有的金属元素是Fe、Al、Ni。
(4) 根据资料③，铜在氧气、稀硫酸加热条件下反应生成硫酸铜和水，化学方程式为$\ce{2Cu + O_{2} + 2H_{2}SO_{4}\xlongequal{\Delta}2CuSO_{4} + 2H_{2}O}$。
(5) 步骤Ⅳ的滤液中含硫酸铜，需加入足量铁粉置换出铜，操作是向步骤Ⅳ得到的滤液中加入足量的铁粉，充分反应后过滤，反应的化学方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4}=Cu + FeSO_{4}}$。
【反思交流】要确认步骤Ⅳ滤纸上的金属成分，需知道Au、Ag、Pd在加热条件下能否与氧气、稀硫酸发生反应。
【答案】
【实验方案】②它们在手机电路板中的含量高于其在矿石中的含量
【问题讨论】(1) 熔点低；硬度大；将两块等大的焊锡、锡片相互刻画，锡片上有痕迹 (2) 溶液变成绿色，有气泡产生 (3) Fe、Al、Ni (4) $\ce{2Cu + O_{2} + 2H_{2}SO_{4}\xlongequal{\Delta}2CuSO_{4} + 2H_{2}O}$ (5) 向步骤Ⅳ得到的滤液中加入足量的铁粉，充分反应后过滤；$\ce{Fe + CuSO_{4}=Cu + FeSO_{4}}$
【反思交流】Au、Ag、Pd在加热条件下，能否与氧气、稀硫酸发生反应(合理均可)
【知识点】
金属回收利用；金属的性质；金属活动性顺序
【点评】
本题结合废旧手机金属回收的实际情境，考查金属的物理性质、化学性质及实验操作，注重知识的应用，难度适中，能有效检验学生对金属相关知识的掌握程度。
【难度系数】
0.5
