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[答案 P5]
1.垃圾是放错地方的资源。易拉罐属于( A )
2.现代生活中,铜被广泛用于制作导线、电缆、印刷电路板等。手机、电脑的线路板中含有铝、铁、铜等金属,以及少量金、银等贵重金属。金属的回收利用,既可以保护金属资源,又可以减少环境污染。化学小组仿照废旧线路板处理流程中的部分方法,利用实验废液(液体成分为硝酸铝、硝酸亚铁、硝酸铜)提取铜,实验步骤如下所示。
(1)步骤Ⅰ充分反应后的固体成分为铁、铜。
(2)步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,该反应的基本反应类型是置换反应。
(3)步骤Ⅰ反应后的浅绿色液体中一定不含Cu(NO3)2,结合实验现象进行分析:步骤Ⅰ反应后的固体与稀硫酸反应,溶液为浅绿色,说明固体中含有铁,则步骤Ⅰ反应后的溶液中一定没有硝酸铜,否则铁会将其反应掉(或步骤Ⅰ反应后的固体中有铁,则金属活动性更弱的铜已经被完全从溶液中置换出来,因此溶液中没有硝酸铜)。
3.垃圾是放错位置的资源。做好垃圾分类回收处理能够变废为宝。金属废弃物作为可回收垃圾,打造“资源—产品—废旧资源—废旧资源再利用”的循环发展模式,通过合理的回收处理后,可以实现金属的循环再生,从而节约资源、缓解金属资源不足的问题。某项目化学习小组围绕废旧金属的回收利用开展了项目化学习。
任务一:认识日常生活中的废旧金属。
常见金属废弃物主要来自工业生产、废旧设备等。如表是几种常见金属废弃物及其所含的主要金属元素。
常见金属废弃物
含有的主要金属元素
废旧汽车
铁(Fe)、铝(Al)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)
废旧家电
铁(Fe)、铜(Cu)、铝(Al)、铅(Pb)
废旧建筑材料
铁(Fe)、铝(Al)、铜(Cu)、锌(Zn)
废旧电缆
铜(Cu)、铝(Al)、铅(Pb)
(1)废旧金属中含有铁元素的材料多为钢或生铁。生铁和钢的性能不同的主要原因是含碳量不同。铁轨材料用钢而不用纯铁,原因是钢的强度和硬度比纯铁大(填“大”或“小”)。
(2)电缆中常用铜作导线,这主要是利用了铜的导电性。
任务二:调查废旧金属产生的原因。
这些暂时失去使用价值的金属或合金可能是由于腐蚀、损坏、自然淘汰或技术更新等而被废弃的。小组同学进行了对钢铁锈蚀原因的探究。
(3)取四枚相同的洁净铁钉分别放入试管中,进行如图甲所示实验,一段时间后发现A、D试管内铁钉锈蚀,且D试管内的铁钉有较厚铁锈。B、C试管内铁钉无明显变化(注:氯化钙固体用于除去试管内的水蒸气)。
甲
①对比A、B试管中的实验现象,说明铁锈蚀主要是与空气中的氧气(或O2)发生化学反应;
②对比A、D试管中的实验现象,说明铁锈蚀还与氯化钠(或NaCl)有关。
任务三:调查金属废弃物的去向及再生产工业。
(4)图乙是铁制品循环利用的示意图,回收1 t废钢铁可炼得0.9 t钢,与冶炼矿石相比,可节约大约一半的成本,还可减少空气污染、水污染和固体废弃物的排放。请写出炼铁厂用一氧化碳作还原剂冶炼赤铁矿的化学方程式:3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
乙
(5)某废旧手机的电路板中主要含有铜,还含有少量铝、铁、金等金属。为回收其中的铜、金,进行了如图丙所示实验(已知:Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O;本实验条件下,金不发生反应)。
丙
①滤液A中除Al2(SO4)3和水外,还含有的物质化学式是FeSO4、H2SO4;
②滤渣F的成分是Fe、Cu(填化学式);
③反应Ⅲ中加入过量铁粉的目的是把滤液C中的铜完全置换出来。
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