Question

【題目】某工廠排出的廢水中含有大量的Fe2+、Cu2+和SO42-。

Ⅰ.某校研究性學習小組設計如圖流程以回收銅和硫酸亞鐵。請回答：

（1）反應①的離子方程式為______。

（2）操作①中用到的玻璃儀器是_____(填序號)。

a．燒杯 b．漏斗 c．玻璃棒 d．酒精燈

（3）固體成分是_____。(填名稱)。

（4）原料②的名稱為_____。

Ⅱ.回收的銅可用于制備膽礬(CuSO4·5H2O)。將銅和一定濃度稀硫酸混合后在加熱的情況下通入氧氣，發生如下反應：2Cu＋2H2SO4＋O22CuSO4＋2H2O。 制得硫酸銅溶液后經過蒸發、濃縮、冷卻結晶、過濾可得膽礬。

（1）請分析2Cu＋2H2SO4＋O22CuSO4＋2H2O反應中，氧化劑是_____，氧化產物是____(填化學式)。

（2）用雙線橋標出上述反應的電子得失_____。

2Cu＋2H2SO4＋O22CuSO4＋2H2O

（3）若有147gH2SO4 參與反應，則轉移的電子數目為_____。

Answer 1

【答案】Fe+Cu2+=Fe2++Cu abc 銅和鐵 稀硫酸 O2 CuSO4 3NA

【解析】

Ⅰ.由流程圖可知，向工業廢水中加入過量的鐵粉，鐵與銅離子發生置換反應生成銅和亞鐵離子，過濾，得到含有銅和鐵的濾渣和硫酸亞鐵溶液；向濾渣中加入適量的稀硫酸，使鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，過濾，得到銅和硫酸亞鐵溶液；將所得硫酸亞鐵溶液混合，經過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌可得綠礬；

Ⅱ. 由方程式可知，反應中銅元素化合價升高，失電子被氧化，氧元素化合價降低，得電子被還原，O2是氧化劑，Cu是還原劑。

（1）反應①為鐵與銅離子發生置換反應生成銅和亞鐵離子，反應的離子方程式為Fe+Cu2+=Fe2++Cu，故答案為：Fe+Cu2+=Fe2++Cu；

（2）操作①為固體和液體分離，該操作名稱為過濾，過濾用到的玻璃儀器有：a．燒杯、b．漏斗、c．玻璃棒，故答案為：abc；

（3）由分析可知固體成分為鐵和銅的混合物，故答案為：銅和鐵；

（4）操作①中加入過量的鐵才能使銅離子完全反應，所以所得固體的成分是鐵和銅，分離鐵和銅且回收銅，所以加入某物質與鐵反應，與銅不反應，且與鐵反應后的物質與操作①所得溶液中溶質的成分一樣，加入的物質為稀硫酸，故答案為：稀硫酸；

Ⅱ.（1）由方程式可知，反應中銅元素化合價升高，失電子被氧化，氧元素化合價降低，得電子被還原，O2是氧化劑，Cu是還原劑，硫酸銅是氧化產物，故答案為：O2；CuSO4；

（2）由方程式可知，反應消耗2mol銅和1mol氧氣轉移4mol電子，則用雙線橋表示反應的電子得失為，故答案為：；

（3）由方程式可知，反應消耗2mol硫酸轉移4mol電子，147g硫酸的物質的量為=1.5mol，則轉移的電子數目為1.5mol×4××NA mol—1=3 NA，故答案為：3 NA。