Question

13．某科學課外興趣小組同學在實驗室利用廢銅屑制取硫酸銅，甲、乙、丙、丁四位同學分別設計了下列四種方案．
請你完成對上述方案的評價及回答相關問題：
甲：Cu$→_{△}^{O_{2}}$CuO$\stackrel{稀H_{2}SO_{4}}{→}$CuSO₄
乙：Cu$\stackrel{FeSO_{4}溶液}{→}$CuSO₄
丙：Cu$\stackrel{AgNO_{3}溶液}{→}$Cu（NO₃）₂$\stackrel{NaOH溶液}{→}$Cu（OH）₂$\stackrel{稀H_{2}SO_{4}}{→}$CuSO₄
�。篊u$→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CuSO₄（或
Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+H₂O）
（1）一定不能達到預期目的是乙同學的方案，理由是銅的活動性比鐵弱，不能和硫酸亞鐵發(fā)生置換反應．
（2）最優(yōu)化的是甲同學的方案；
（3）請你寫出丙同學的方案中，屬于置換反應的化學方程式Cu+2AgN0₃=2Ag+Cu（NO₃）₂．
（4）請你對剩余方案從環(huán)保和反應物用量兩個方面進行評價．

Answer 1

分析 按照要求從理論上正確，要求物質的轉化需符合物質的性質及變化規(guī)律；操作上可行，要求操作應簡便易行；經(jīng)濟上合理，要求不能利用價格昂貴的物質轉化為價格低廉的物質；根據(jù)以上要求，分析每個方案得出合理的結論．

解答 解：（1）銅的活動性比鐵弱，不能和硫酸亞鐵發(fā)生置換反應，因此乙同學的方案一定不能達到預期目的；
（2）最優(yōu)化的是甲同學，銅和氧氣加熱生成氧化銅，氧化銅和稀硫酸按照1：1的微粒個數(shù)比反應產(chǎn)生硫酸銅，從理論上和經(jīng)濟上都合理；
（3）丙同學的方案中銅與與硝酸銀反應可生成硝酸銅和銀發(fā)生的置換反應，反應的方程式為：Cu+2AgN0₃=2Ag+Cu（NO₃）₂；
（4）丙同學的方案中銅與與硝酸銀反應可生成硝酸銅，硝酸銅與氫氧化鈉可生成氫氧化銅沉淀；理論上正確，操作上也較簡便，但利用硝酸銀、氫氧化鈉制取氫氧化銅，因此理論上合理，但經(jīng)濟上不合理；丁方案的缺點是反應產(chǎn)生二氧化硫，是有毒的氣體；
故答案為：（1）乙；銅的活動性比鐵弱，不能和硫酸亞鐵發(fā)生置換反應；（2）甲；（3）Cu+2AgN0₃=2Ag+Cu（NO₃）₂；（4）丙方案不經(jīng)濟；丁方案會造成環(huán)境污染．

點評 本題考查了對方案的評價，要求理論上正確、操作上可行、經(jīng)濟上合理等方面進行評價得出結論即可．