5.某实践小组在老师的带领下在一个机械厂进行研学活动,并对金属废料的成分及回收处理和减少产生的途径展开了项目式探究。
任务一 认识某金属废料的成分及回收处理
【提出问题】该机械厂产生的某类金属废料中是否含有Zn、Cu、CuO?
【查阅资料】$\ce{CuO + 2HCl = CuCl_{2} + H_{2}O}$；$\ce{Cu + 2AgNO_{3} = Cu(NO_{3})_{2} + 2Ag}$。
【进行实验】同学们取该金属废料初步处理后,设计了如下实验方案。

【分析讨论】步骤①中发生置换反应的化学方程式为。通过该金属废料回收的金属铜在生产、生活中的一种用途是。
任务二 调查减少金属废料产生的途径
【查阅资料】“发蓝处理”是防止钢铁锈蚀的重要途径,其原理是通过化学反应使钢件表面生成致密的保护膜。某研究小组针对2份相同的钢件,用两种“发蓝处理”工艺进行处理,相关信息记录如下表。对2份“发蓝处理”后的钢件进行清洁并在NaCl溶液中浸泡相同时间后,取出暴露在空气中,观察钢件表面的锈蚀情况如图所示。


【交流讨论】
(1)分析表中信息可知,常温发黑工艺的优点是。分析图像,可得出的结论是。
(2)进一步检验上述过程中形成的保护膜是否致密,可向处理后的钢件上喷洒硫酸铜溶液,一段时间后,若观察到,则钢件表面没有形成致密的保护膜,还需进一步处理。

【进行实验】稀盐酸 有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色 【分析讨论】$\ce{Zn + 2HCl=ZnCl_{2} + H_{2}\uparrow}$ 制作导线（合理即可） 【交流讨论】(1)处理温度低，耗时短 热碱发蓝工艺得到的钢件出现锈蚀所需时间更长，且相同暴露时间内钢件锈蚀面积更小，耐腐蚀性能更强（合理即可） (2)钢件表面出现红色斑点
解析：【进行实验】根据实验步骤①的实验结论可知,该金属废料中含有Zn、CuO,反应过程中所观察到的实验现象是固体部分溶解,有气泡产生,溶液变为蓝色,锌能与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,可观察到有气泡产生;氧化铜能与稀盐酸反应生成氯化铜和水,可观察到溶液由无色变为蓝色。根据实验步骤②的实验结论可知,该金属废料中含有Cu,铜能与硝酸银反应生成银和硝酸铜,可观察到有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色。【分析讨论】实验步骤①中发生的反应有$\ce{Zn + 2HCl=ZnCl_{2} + H_{2}\uparrow}$、$\ce{CuO + 2HCl=CuCl_{2} + H_{2}O}$,其中属于置换反应的是$\ce{Zn + 2HCl=ZnCl_{2} + H_{2}\uparrow}$。【交流讨论】(2)若处理后的钢件表面没有形成致密的保护膜,向其表面喷洒硫酸铜溶液,暴露在外面的铁会与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,可观察到钢件表面出现红色斑点。