Question

【题目】回收利用废旧金属具有重要意义。某机械厂金属废料的成分是 Zn、Cu、ZnO和 CuO，某化学小组利用该金属废料回收铜并制取氧化锌和硫酸铜。请回答下列问题。

（活动一）回收铜并制取氧化锌，实验方案如下：

（1）步骤 I 所得滤液 a 中溶质的成分是____（填写化学式）。

（2）步骤 III 加入试剂甲的名称是______。

（3）步骤 IV 加入适量 NaOH 溶液的目的是________。

（活动二）利用活动一回收的铜制取硫酸铜，设计方案如下：

方案 A：

方案 B：

（信息）

（4）方案 A 中氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式为____。

（5）小组同学从绿色化学的视角分析方案 B 不合理，理由是____（写出一条即可）。

Answer 1

【答案】ZnSO4、CuSO4、H2SO4 稀硫酸 使硫酸锌完全反应 方案 B会生成二氧化硫，污染空气

【解析】

锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸锌和氢氧化钠反应生成氢氧化锌和硫酸钠。

（1）金属废料的成分是 Zn、Cu、ZnO和 CuO，加入过量稀硫酸，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，铜和稀硫酸不反应，步骤 I 是过滤，故所得滤液 a 中溶质的成分是硫酸锌、硫酸铜、过量的稀硫酸，化学式为ZnSO4、CuSO4、H2SO4。

（2）滤液a中溶质的成分是硫酸锌、硫酸铜、稀硫酸，步骤II加入过量的锌粉，锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，则滤渣中含有锌和铜，加入过量的试剂甲，过滤得到铜和滤液c，滤液b是硫酸锌，滤液c和滤液b均与氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化锌，则滤液c也是硫酸锌溶液，故步骤 III 加入试剂甲的名称是稀硫酸。

（3）硫酸锌和氢氧化钠反应生成氢氧化锌和硫酸钠，故步骤 IV 加入适量 NaOH 溶液的目的是使硫酸锌完全反应。

（4）方案 A 中氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，反应的化学方程式为。

（5）由质量守恒定律可知，反应前后元素的质量和种类均不变，浓硫酸中含有硫元素，生成物中含有二氧化硫，故小组同学从绿色化学的视角分析方案 B 不合理，理由是浓硫酸中含有硫元素，会生成二氧化硫，污染空气。