Question

17．廢棄金屬隨意丟棄不但造成資源浪費，還會造成有毒金屬對環境的污染．某化學興趣小組的同學為了從含有鉻（Cr）、銅、鐵的廢棄合金中回收銅，并生產硫酸鉻晶體，設計了如下實驗方案，并展開實驗．請你共同參與：

（1）興趣小組的同學查找資料得知如下化學反應：Cr+FeSO₄═CrSO₄+Fe，該反應的基本類型屬于置換反應．
（2）金屬B是Cr；金屬C的硫酸鹽的名稱是硫酸亞鐵；金屬A在日常生活中的一種用途是做導線等．
（3）A、B、C三種金屬的活動性順序為：B＞C＞A（用字母填寫）．
（4）寫出步驟①中任意一個反應的化學方程式：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑或Cr+H₂SO₄=CrSO₄+H₂↑．
（5）興趣小組同學利用提純的金屬銅制備硫酸銅晶體，設計了以下兩種方案：
方案甲：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO      CuO+H₂SO₄（稀）═CuSO₄+H₂O
方案乙：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
請從環保和經濟的角度分析，甲方案（選填“甲”或“乙”）更好，優點有：
①硫酸的利用率高；        ②不產生二氧化硫污染環境．

Answer 1

分析 （1）根據反應的特點分析反應的類型；
（2）根據金屬活動性順序、實驗的目的和操作過程進行分析解答；
（3）根據現象得出結論；
（4）根據反應寫出反應的方程式；
（5）根據方案一中反應條件是常溫，反應物是稀硫酸，方案二中反應物是濃硫酸，反應條件是加熱進行分析．

解答 解：（1）在反應Cr+FeSO₄═CrSO₄+Fe中，一種單質與化合物反應生成了另一種單質與另一種化合物，屬于置換反應；故填：置換；
（2）由題意可知，Cr的活動性比鐵強，都位于氫前，因此Cr和Fe都能和稀硫酸反應分別產生硫酸鉻和硫酸亞鐵，在向混合液中加入B，能夠置換出C，因此B是鉻，
C是鐵，A是銅，銅可以做導線；故填：Cr；硫酸亞鐵；做導線等；
（3）根據（1）和（2）的分析可知三種金屬活動性順序按強到弱為Cr、Fe、Cu；故填：B、C、A；
（4）
金屬A能用磁鐵吸附，說明了金屬A是鐵．通過加入試劑①能將廢棄的合金中的鐵、錳反應進入溶液中，銅不反應，說明了試劑①可能是硫酸或硫酸銅，鐵、錳的活動性大于銅．通過加入過量的B，能將鐵置換出來，溶液中只有硫酸錳，說明了金屬B是錳，錳的活潑性大于鐵．所以三種金屬的活動性順序是：是 Mn＞Fe＞Cu；
（3）將濾渣與濾液分離可用過濾的方法，過濾時需要的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒等．蒸發結晶可以從溶液中得到晶體；
（4）步驟①中的一個反應可以是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑或Cr+H₂SO₄=CrSO₄+H₂↑；故填：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑或Cr+H₂SO₄=CrSO₄+H₂↑；
（5）乙方案中放出的有毒氣體二氧化硫會造成對空氣的污染，因此，從保護環境的角度來看，乙方案就不夠合理；根據生成硫酸銅反應的化學方程式可以看到，生成相同物質的量的硫酸銅，消耗硫酸的物質的量乙方案也是甲方案有兩倍，因此從節約原料的角度來看，乙方案也不夠合理．
故填：甲；二氧化硫．

點評 此題難度較大，依據題目的要求結合反應原理分析即可；分析一個反應的可行性要從多方面分析，如從反應的可行性，環保安全，操作簡便，經濟節能方面考慮．