登录
13. (2024·包头)金属铜广泛用于电子工业和精密仪器零件制造等领域，从含铜电线电缆的废料(主要成分为铜、塑料绝缘材料等)中回收铜的方案如下：
回答下列问题：
(1) 浅绿色溶液中的溶质是
(2) 黑色固体与稀硫酸反应的化学方程式为
(3) 写出从 Fe 和 Cu 的混合物中得到 Cu 的一种方法：
(4) 上述方案中可能造成空气污染的原因是
回答下列问题：
(1) 浅绿色溶液中的溶质是
FeSO₄
(填化学式)。(2) 黑色固体与稀硫酸反应的化学方程式为
CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
。(3) 写出从 Fe 和 Cu 的混合物中得到 Cu 的一种方法：
利用磁铁吸引,将Fe除去(或加入过量稀盐酸,过滤)(合理即可)
。(4) 上述方案中可能造成空气污染的原因是
塑料在空气中燃烧会产生有害气体
。答案
13.
(1)FeSO₄
(2)CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
(3)利用磁铁吸引,将Fe除去(或加入过量稀盐酸,过滤)(合理即可)
(4)塑料在空气中燃烧会产生有害气体
(1)FeSO₄
(2)CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
(3)利用磁铁吸引,将Fe除去(或加入过量稀盐酸,过滤)(合理即可)
(4)塑料在空气中燃烧会产生有害气体
解析
【分析】
先梳理实验流程：含铜废料在空气中灼烧时，铜与氧气反应生成黑色的氧化铜，塑料绝缘材料燃烧产生气体；黑色固体（氧化铜）与足量稀硫酸加热反应，生成蓝色的硫酸铜溶液，剩余不溶物为塑料燃烧后的残渣；蓝色硫酸铜溶液加入铁屑后，铁与硫酸铜发生置换反应，生成浅绿色的硫酸亚铁溶液和铜，且铁过量，最终得到Fe和Cu的混合物。结合各步反应原理逐一分析问题即可。
【解析】
(1) 蓝色溶液为硫酸铜溶液，加入铁屑后发生反应：$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$，浅绿色溶液中的溶质是生成的硫酸亚铁，化学式为$\ce{FeSO_{4}}$。
(2) 黑色固体是氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，化学方程式为：$\ce{CuO + H_{2}SO_{4} = CuSO_{4} + H_{2}O}$。
(3) 从Fe和Cu的混合物中得到Cu，可利用铁能被磁铁吸引而铜不能，用磁铁吸引除去铁；或加入过量稀盐酸（或稀硫酸），铁与酸反应，铜不反应，过滤、洗涤、干燥即可得到铜（合理即可）。
(4) 含铜废料中的塑料绝缘材料在空气中灼烧时，会燃烧产生有害气体，造成空气污染。
【答案】
(1)$\ce{FeSO_{4}}$
(2)$\ce{CuO + H_{2}SO_{4} = CuSO_{4} + H_{2}O}$
(3)利用磁铁吸引，将Fe除去（或加入过量稀盐酸，过滤，合理即可）
(4)塑料在空气中燃烧会产生有害气体
【知识点】
金属的化学性质、酸的化学性质、环境保护
【点评】
本题以含铜废料回收铜为载体，考查金属与酸、金属与盐的反应，以及环保相关知识，结合实验流程分析反应原理即可解答，难度适中。
【难度系数】
0.6
先梳理实验流程：含铜废料在空气中灼烧时，铜与氧气反应生成黑色的氧化铜，塑料绝缘材料燃烧产生气体；黑色固体（氧化铜）与足量稀硫酸加热反应，生成蓝色的硫酸铜溶液，剩余不溶物为塑料燃烧后的残渣；蓝色硫酸铜溶液加入铁屑后，铁与硫酸铜发生置换反应，生成浅绿色的硫酸亚铁溶液和铜，且铁过量，最终得到Fe和Cu的混合物。结合各步反应原理逐一分析问题即可。
【解析】
(1) 蓝色溶液为硫酸铜溶液，加入铁屑后发生反应：$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$，浅绿色溶液中的溶质是生成的硫酸亚铁，化学式为$\ce{FeSO_{4}}$。
(2) 黑色固体是氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，化学方程式为：$\ce{CuO + H_{2}SO_{4} = CuSO_{4} + H_{2}O}$。
(3) 从Fe和Cu的混合物中得到Cu，可利用铁能被磁铁吸引而铜不能，用磁铁吸引除去铁；或加入过量稀盐酸（或稀硫酸），铁与酸反应，铜不反应，过滤、洗涤、干燥即可得到铜（合理即可）。
(4) 含铜废料中的塑料绝缘材料在空气中灼烧时，会燃烧产生有害气体，造成空气污染。
【答案】
(1)$\ce{FeSO_{4}}$
(2)$\ce{CuO + H_{2}SO_{4} = CuSO_{4} + H_{2}O}$
(3)利用磁铁吸引，将Fe除去（或加入过量稀盐酸，过滤，合理即可）
(4)塑料在空气中燃烧会产生有害气体
【知识点】
金属的化学性质、酸的化学性质、环境保护
【点评】
本题以含铜废料回收铜为载体，考查金属与酸、金属与盐的反应，以及环保相关知识，结合实验流程分析反应原理即可解答，难度适中。
【难度系数】
0.6
14. （2024·常州）兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
任务一：成分初探
(1) 完成下表。
任务二：效果检验
(2) 同学们利用一个软塑料瓶设计如图所示实验，观察到
(3) 同学们观察到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少，由此可知，脱氧剂能延长食物保质期的原因是：消耗氧气能
任务三：回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了如下回收铁的流程：
资料卡：
i. 硅藻土不溶于水和酸。
ii. ${FeCl_{3}}$溶液与 Fe、Zn 均能反应生成${FeCl_{2}}$。
iii. 盐酸与氧化铁反应生成${FeCl_{3}}$和${H_{2}O}$。
(4) 步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为
(5) 乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①，原因是
任务一：成分初探
(1) 完成下表。
任务二：效果检验
(2) 同学们利用一个软塑料瓶设计如图所示实验，观察到
软塑料瓶变瘪
的现象，完成了脱氧效果的检验。这是从反应物消失
（填“反应物消失”或“新物质生成”）的视角，验证了该反应的发生。(3) 同学们观察到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少，由此可知，脱氧剂能延长食物保质期的原因是：消耗氧气能
防止食物腐败
。任务三：回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了如下回收铁的流程：
资料卡：
i. 硅藻土不溶于水和酸。
ii. ${FeCl_{3}}$溶液与 Fe、Zn 均能反应生成${FeCl_{2}}$。
iii. 盐酸与氧化铁反应生成${FeCl_{3}}$和${H_{2}O}$。
(4) 步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为
Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O
。(5) 乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①，原因是
这是回收铁的流程,步骤①用磁铁吸引出来的铁又要加入溶液中,经过一系列反应,最终形成回收的铁,所以可以省略步骤①,那些让磁铁吸引出来的铁可以直接在溶液中参与这些反应,效果是一样的(合理即可)
。答案
14.
(1)硫酸铜溶液
有气泡产生
Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄
(2)软塑料瓶变瘪 反应物消失
(3)防止食物腐败
(4)Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O
(5)这是回收铁的流程,步骤①用磁铁吸引出来的铁又要加入溶液中,经过一系列反应,最终形成回收的铁,所以可以省略步骤①,那些让磁铁吸引出来的铁可以直接在溶液中参与这些反应,效果是一样的(合理即可)
(1)硫酸铜溶液
有气泡产生
Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄
(2)软塑料瓶变瘪 反应物消失
(3)防止食物腐败
(4)Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O
(5)这是回收铁的流程,步骤①用磁铁吸引出来的铁又要加入溶液中,经过一系列反应,最终形成回收的铁,所以可以省略步骤①,那些让磁铁吸引出来的铁可以直接在溶液中参与这些反应,效果是一样的(合理即可)
解析
【分析】
本题围绕脱氧剂的项目式学习展开，分三个任务考查化学知识的应用：
1. 任务一（成分初探）：脱氧剂含金属铁，铁能与硫酸铜溶液发生置换反应，结合铁的相关反应现象分析表格内容；
2. 任务二（效果检验）：脱氧剂消耗氧气使瓶内压强变化，结合反应视角分析实验现象；
3. 任务三（回收设计）：利用脱氧剂成分的性质，结合资料卡信息分析反应方程式，以及流程中步骤①的可省略原因。
【解析】
(1) 脱氧剂中的铁可与硫酸铜溶液反应，同时铁参与反应时会伴随气泡产生，因此加入的试剂为硫酸铜溶液，现象是有气泡产生，反应方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4}=Cu + FeSO_{4}}$；
(2) 脱氧剂消耗软塑料瓶内的氧气，瓶内压强减小，外界大气压使软塑料瓶变瘪，该实验从反应物（氧气）消失的视角验证反应发生；
(3) 食物在缺氧环境下霉菌数目更少，说明脱氧剂消耗氧气能防止食物腐败，延长保质期；
(4) 步骤②中的氧化物为氧化铁，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，化学方程式为$\ce{Fe_{2}O_{3} + 6HCl=2FeCl_{3} + 3H_{2}O}$；
(5) 步骤①是用磁铁吸引铁，但回收流程中，磁铁吸引出的铁后续会加入溶液参与反应，和流程中原本的铁作用相同，最终都能转化为回收的铁，因此可省略步骤①。
【答案】
(1) 硫酸铜溶液；有气泡产生；$\ce{Fe + CuSO_{4}=Cu + FeSO_{4}}$
(2) 软塑料瓶变瘪；反应物消失
(3) 防止食物腐败
(4) $\ce{Fe_{2}O_{3} + 6HCl=2FeCl_{3} + 3H_{2}O}$
(5) 这是回收铁的流程，步骤①用磁铁吸引出来的铁又要加入溶液中，经过一系列反应最终形成回收的铁，所以可以省略步骤①，那些被磁铁吸引出来的铁可以直接在溶液中参与反应，效果是一样的（合理即可）
【知识点】
金属的化学性质；酸的化学性质；实验探究分析
【点评】
本题以脱氧剂为载体，将化学知识与实际应用结合，考查学生对金属、酸的性质的掌握，以及实验现象分析、流程评价的能力，体现了化学学科的实用性。
【难度系数】
0.6
本题围绕脱氧剂的项目式学习展开，分三个任务考查化学知识的应用：
1. 任务一（成分初探）：脱氧剂含金属铁，铁能与硫酸铜溶液发生置换反应，结合铁的相关反应现象分析表格内容；
2. 任务二（效果检验）：脱氧剂消耗氧气使瓶内压强变化，结合反应视角分析实验现象；
3. 任务三（回收设计）：利用脱氧剂成分的性质，结合资料卡信息分析反应方程式，以及流程中步骤①的可省略原因。
【解析】
(1) 脱氧剂中的铁可与硫酸铜溶液反应，同时铁参与反应时会伴随气泡产生，因此加入的试剂为硫酸铜溶液，现象是有气泡产生，反应方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4}=Cu + FeSO_{4}}$；
(2) 脱氧剂消耗软塑料瓶内的氧气，瓶内压强减小，外界大气压使软塑料瓶变瘪，该实验从反应物（氧气）消失的视角验证反应发生；
(3) 食物在缺氧环境下霉菌数目更少，说明脱氧剂消耗氧气能防止食物腐败，延长保质期；
(4) 步骤②中的氧化物为氧化铁，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，化学方程式为$\ce{Fe_{2}O_{3} + 6HCl=2FeCl_{3} + 3H_{2}O}$；
(5) 步骤①是用磁铁吸引铁，但回收流程中，磁铁吸引出的铁后续会加入溶液参与反应，和流程中原本的铁作用相同，最终都能转化为回收的铁，因此可省略步骤①。
【答案】
(1) 硫酸铜溶液；有气泡产生；$\ce{Fe + CuSO_{4}=Cu + FeSO_{4}}$
(2) 软塑料瓶变瘪；反应物消失
(3) 防止食物腐败
(4) $\ce{Fe_{2}O_{3} + 6HCl=2FeCl_{3} + 3H_{2}O}$
(5) 这是回收铁的流程，步骤①用磁铁吸引出来的铁又要加入溶液中，经过一系列反应最终形成回收的铁，所以可以省略步骤①，那些被磁铁吸引出来的铁可以直接在溶液中参与反应，效果是一样的（合理即可）
【知识点】
金属的化学性质；酸的化学性质；实验探究分析
【点评】
本题以脱氧剂为载体，将化学知识与实际应用结合，考查学生对金属、酸的性质的掌握，以及实验现象分析、流程评价的能力，体现了化学学科的实用性。
【难度系数】
0.6
