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(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖流程以回收銅和硫酸亞鐵。請(qǐng)回答：

（1）反應(yīng)①的離子方程式為______。

（2）操作①中用到的玻璃儀器是_____(填序號(hào))。

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(fā)生如下反應(yīng)：2Cu＋2H2SO4＋O22CuSO4＋2H2O。 制得硫酸銅溶液后經(jīng)過蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾可得膽礬。

（1）請(qǐng)分析2Cu＋2H2SO4＋O22CuSO4＋2H2O反應(yīng)中，氧化劑是_____，氧化產(chǎn)物是____(填化學(xué)式)。

（2）用雙線橋標(biāo)出上述反應(yīng)的電子得失_____。

2Cu＋2H2SO4＋O22CuSO4＋2H2O

（3）若有147gH2SO4 參與反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)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(yè)廢水中加入過量的鐵粉，鐵與銅離子發(fā)生置換反應(yīng)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?yàn)V渣中加入適量的稀硫酸，使鐵與稀硫酸反應(yīng)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(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌可得綠礬；

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

（1）反應(yīng)①為鐵與銅離子發(fā)生置換反應(yīng)生成銅和亞鐵離子，反應(yīng)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(yīng)，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(zhì)與鐵反應(yīng)，與銅不反應(yīng)，且與鐵反應(yīng)后的物質(zhì)與操作①所得溶液中溶質(zhì)的成分一樣，加入的物質(zhì)為稀硫酸，故答案為：稀硫酸；

Ⅱ.（1）由方程式可知，反應(yīng)中銅元素化合價(jià)升高，失電子被氧化，氧元素化合價(jià)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(chǎn)物，故答案為：O2；CuSO4；

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

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