Question

3．安徽蕪湖無為 縣電纜全國(guó)有名，電纜生產(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．先將含銅廢料粉碎，再按如下設(shè)計(jì)方案處理：

查閱資料得知：①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+O₂$\stackrel{△}{→}$2CuSO₄+2H₂O．
②硫酸亞鐵晶體的溶解度隨著溫度升高而增大（在一定溫度范圍內(nèi)）．
（1）步驟中分離得到藍(lán)色溶液A的操作M名稱是過濾；
（2）藍(lán)色溶液A中溶質(zhì)的成分是CuSO₄、H₂SO₄（填化學(xué)式）；
（3）該方案中應(yīng)該加入略過量的鐵粉，過量的目的是使CuSO₄、H₂SO₄完全反應(yīng)；從固體C中獲得純凈的銅，操作（Ⅱ）的具體處理方法是將所得固體C用稀硫酸酸洗后過濾再洗滌、干燥；
（4）淺綠色溶液B經(jīng)一系列 操作[操作（Ⅰ）]可得硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O），該系列操作的順序?yàn)閏ab（用編號(hào)a、b、c表示）→洗滌干燥．
a．冷卻結(jié)晶           b．過濾           c．加熱濃縮．

Answer 1

分析 根據(jù)給出的轉(zhuǎn)化關(guān)系對(duì)應(yīng)的過程分析每個(gè)對(duì)應(yīng)的問題，或者直接分析每個(gè)問題，從給出的信息中找對(duì)應(yīng)的信息．

解答 解：
（1）由于步驟中分離得到藍(lán)色溶液A的操作M是得到藍(lán)色溶液和濾渣（濾渣，過濾得到才叫濾渣），所以為過濾（或者是固體和液體分離操作為過濾），所以操作名稱是過濾；
（2）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+O₂$\stackrel{△}{→}$2CuSO₄+2H₂O，且為使銅完全反應(yīng)，加入的稀硫酸是過量的，所以藍(lán)色溶液A中溶質(zhì)的成分是生成的硫酸銅和剩余的硫酸，對(duì)應(yīng)的化學(xué)式為CuSO₄、H₂SO₄；
（3）藍(lán)色溶液中有生成的硫酸銅和剩余的硫酸，而實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖腔厥浙~和制備硫酸亞鐵，所以應(yīng)該將銅完全轉(zhuǎn)化為單質(zhì)，同時(shí)除去硫酸，所以為將兩者完全除去（所以加入的藥品要過量）且不引入新的雜質(zhì)（所以加入的是鐵），所以應(yīng)該加入過量的鐵．所以鐵過量的目的是使CuSO₄、H₂SO₄完全反應(yīng)（說法合理即可）；得到的固體C是生成的銅和剩余的鐵，而實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖堑玫姐~和硫酸亞鐵，所以需要加入稀硫酸將鐵轉(zhuǎn)化硫酸亞鐵然后過濾洗滌干燥得到純凈的銅．所以從固體C中獲得純凈的銅，操作（Ⅱ）的具體處理方法是 將所得固體C用稀硫酸酸洗后過濾再洗滌、干燥；
（4）由于“硫酸亞鐵晶體的溶解度隨著溫度升高而增大“和最后得到是硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O），是帶結(jié)晶水的化合物，所以整個(gè)得到晶體的過程溫度不能高，且不能直接蒸干得到固體，所以給定的三步操作的順序是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾然后進(jìn)一步用冷水洗滌或者是硫酸亞鐵的飽和溶液進(jìn)行洗滌干燥．所以淺綠色溶液B是經(jīng)一系列 操作[操作（Ⅰ）]可得硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O），該系列操作的順序?yàn)?cab、洗滌干燥．
故答案為：
（1）過濾；②CuSO₄、H₂SO₄；③使CuSO₄、H₂SO₄完全反應(yīng)；將所得固體C用稀硫酸酸洗后過濾再洗滌、干燥；④c→a→b

點(diǎn)評(píng) 讀圖，從中獲得解答題目所需的信息，所以在解答題目時(shí)先看解答的問題是什么，然后帶著問題去讀給出的圖進(jìn)而去尋找解答有用的信息，這樣提高了信息撲捉的有效性．解答的問題實(shí)際上與復(fù)雜的轉(zhuǎn)化圖相比，其實(shí)很簡(jiǎn)單很基礎(chǔ)，或者可以說轉(zhuǎn)化圖提供的是情境，考查基本知識(shí)．