Question

【題目】某金屬冶煉廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了一定量的含銅廢料。化學(xué)興趣小組利用稀硫酸和鐵粉分離回收銅，并獲得硫酸亞鐵晶體。其設(shè)計方案如圖所示。

查閱資料得知：在通入空氣并加熱的條件下，銅可與稀硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸銅，反應(yīng)的化 學(xué)方程式：2Cu + 2H2SO4 + O22CuSO4＋2H2O

（1）步驟Ⅰ中分離得到固體 A 和藍(lán)色溶液 B 的操作名稱是_________，所需玻璃儀器_____________。

（2）步驟 II 中加過量鐵粉的目的______________。

（3）寫出步驟Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。

（4）硫酸亞鐵溶液得到硫酸亞鐵晶體通常要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、___________、洗滌、干燥等步驟。

（5）銅制品在空氣中會發(fā)生銹蝕[銅銹的主要成分 Cu2（OH）2CO3]，根據(jù)銅銹的主要成分，可以判斷出銅生銹除了需要氧氣，還需要空氣中的___________（填化學(xué)式）。

Answer 1

【答案】過濾 燒杯、漏斗、玻璃棒 使CuSO4、H2SO4完全反應(yīng) Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑ 冷卻結(jié)晶 H2O、CO2

【解析】

由題意可知，廢料中的銅與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，所以藍(lán)色溶液中的溶質(zhì)中含有硫酸銅，根據(jù)藍(lán)色溶液中加入鐵有氣體產(chǎn)生，說明藍(lán)色溶液中含有過量的硫酸；加入鐵粉是利用鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，將銅置換出來，得到硫酸亞鐵，鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，也是獲得硫酸亞鐵，所以加入過量的鐵粉，過量的目的是使CuSO4、H2SO4完全反應(yīng)；固體C中可能含有鐵，所以先用硫酸清洗把鐵除掉，再用水沖洗，最后進(jìn)行干燥，即可得到銅。

（1）步驟I中分離得到固體A和藍(lán)色溶液B的操作名稱是過濾；所需玻璃儀器燒杯、漏斗、玻璃棒；

（2）步驟 II 中加過量鐵粉的目的使CuSO4、H2SO4完全反應(yīng)。

（3）步驟Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)是鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑；

（4）硫酸亞鐵溶液得到硫酸亞鐵晶體通常要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、洗滌、干燥等步驟。

（5）銅制品在空氣中會發(fā)生銹蝕[銅銹的主要成分Cu2（OH）2CO3]，根據(jù)銅銹的主要成分，可以判斷出銅生銹除了需要氧氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，Cu2（OH）2CO3中的氫元素由空氣中的水蒸氣提供，碳元素由二氧化碳提供。還需要空氣中的H2O、CO2。