8. 查得资料:废旧手机的电路板中主要含有铜，还含有少量铁、金和银等金属。为了探究金属的性质和回收废旧手机电路板中的铜、金和银,开展如下研究。
Ⅰ.探究金属的性质
实验1:比较铁和铜的金属活动性强弱
(1)取大小相同的铜片和铁片,用砂纸打磨光亮,进行了如下实验:

(2)铁片与硫酸铜溶液反应的化学方程式为。
(3)由实验1得出,比较金属活动性强弱的方法有(写一种)。
Ⅱ.硝酸浸取回收铜
实验2:探究电路板粉末与硝酸溶液质量比(即固液比)对铜浸取率的影响
取5g处理后的电路板粉末于烧杯中,按照特定的固液比,加入等浓度硝酸溶液混合均匀,将烧杯置于磁力搅拌水浴锅内,温度设置为50℃,反应时间55分钟。浸取效果的变化曲线如图所示。

(4)实验2中,铜浸取率与固液比的关系是(写一种)。
(5)反思实验2,提出一个关于硝酸浸取回收铜可进一步探究的问题:。
Ⅲ.硫脲浸取回收金和银
实验3:探究硫脲浸取回收金和银的实验条件
取2g浸铜后的干燥固体残渣与硫脲溶液混合,其他条件相同时,分别在不同温度、不同反应时长进行对比实验,其浸取效果的变化曲线如图所示:

(6)实验3中,硫脲浸取金和银的最佳实验温度、时长依次为℃、min。
Ⅳ.交流讨论
(7)合理回收废旧金属的意义是(写一点)。

有气泡
溶液由无色变为浅绿色
红
$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$
金属与酸反应(合理即可)
相同条件下，随着固液比中液体质量的
提高，铜的浸取率呈现上升的趋势，到固液比为1:20时，铜的浸取率达到最大值，之后趋于平缓
探究温度对铜浸
取率的影响
40
120
节约金属资
源(或减少对环境的污染等)

【分析】
本题围绕废旧手机电路板回收金属的实验探究展开，需结合金属活动性顺序、实验数据曲线分析等知识解答各问题：
1. 比较铁和铜的金属活动性，可利用金属与酸的反应（铁能与酸反应产生气泡，铜不能）或金属与盐溶液的置换反应（铁能置换硫酸铜中的铜）；
2. 铁与硫酸铜发生置换反应，生成硫酸亚铁和铜；
3. 分析固液比与铜浸取率的关系时，需观察曲线的变化趋势，明确浸取率随固液比的变化规律；
4. 进一步探究的问题可从影响铜浸取率的其他变量（如温度、硝酸浓度、反应时间等）提出；
5. 硫脲浸取金和银的最佳条件，需找到浸取率最高时对应的温度和时长；
6. 回收废旧金属的意义可从节约资源、保护环境等角度作答。
【解析】
(2) 铁与硫酸铜溶液发生置换反应，生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$；
(3) 比较金属活动性强弱的方法有：金属与酸反应（根据能否反应或反应剧烈程度判断）、金属与盐溶液反应（根据能否置换出金属判断），此处可写“金属与酸反应（合理即可）”；
(4) 分析实验2的浸取率曲线可知，相同条件下，随着固液比中液体质量的提高，铜的浸取率呈现上升趋势，到固液比为1:20时，浸取率达到最大值，之后趋于平缓；
(5) 硝酸浸取回收铜的影响因素除固液比外，还有温度、硝酸浓度、反应时间等，可提出的探究问题如“探究温度对铜浸取率的影响（合理即可）”；
(6) 观察实验3的浸取效果曲线，硫脲浸取金和银的最佳温度为40℃，最佳时长为120min；
(7) 合理回收废旧金属的意义是节约金属资源、减少对环境的污染等（写一点即可）。
【答案】
$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$；金属与酸反应（合理即可）；相同条件下，随着固液比中液体质量的提高，铜的浸取率呈现上升的趋势，到固液比为1:20时，铜的浸取率达到最大值，之后趋于平缓；探究温度对铜浸取率的影响（合理即可）；40；120；节约金属资源（或减少对环境的污染等）
【知识点】
金属活动性顺序、化学方程式书写、金属回收利用
【点评】
本题以废旧手机电路板回收金属为背景，综合考查金属性质、实验数据分析及实验探究能力，将化学知识与实际应用结合，难度适中，注重学生对实验现象和数据的分析应用能力。
【难度系数】
0.6