Question

【题目】某金属冶炼厂在生产过程中产生了一定量的含铜废料。化学兴趣小组利用稀硫酸和铁粉分离回收铜,并获得硫酸亚铁晶体。其设计方案如图所示。

查阅资料得知：在通入空气并加热的条件下,铜可与稀硫酸反应转化为硫酸铜,反应的化学方程式：2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O．

（1）步骤Ⅰ中分离得到固体A和蓝色溶液B的操作名称是______。

（2）蓝色溶液B中的溶质是________（填化学式）。

（3）写出步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式______，属于______（填基本反应类型）

（4）铜制品在空气中会发生锈蚀（铜锈的主要成分是）根据铜锈的主要成分中含有氢元素和碳元素,可以判断出铜生锈除了需要氧气,还需要空气中的____、______。（填化学式）

Answer 1

【答案】过滤 置换反应 CO2 H2O

【解析】

由题意可知，废料中的铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，所以蓝色溶液中的溶质中含有硫酸铜，根据蓝色溶液中加入铁有气体产生，说明蓝色溶液中含有过量的硫酸，所以溶质中还含有硫酸；加入铁粉是利用铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，将铜置换出来，得到硫酸亚铁，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，也是获得硫酸亚铁，所以加入略过量的铁粉，过量的目的是使CuSO4、H2SO4完全反应；固体D中可能含有铁，所以先用硫酸清洗把铁除掉，再用水冲洗，最后进行干燥就能得到铜了。

（1）步骤Ⅰ中分离得到固体A和蓝色溶液B的操作名称是过滤；故填：过滤。

（2）由上述分析可知，蓝色溶液B中的溶质是：CuSO4、H2SO4；故填：CuSO4、H2SO4。

（3）由上述分析可知，步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式是：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；该反应是单质换单质的反应，属于置换反应；故填：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；置换反应。

（4）铜制品在空气中会发生锈蚀[铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3]．根据铜锈的主要成分中含有氢元素和碳元素，可以判断出铜锈需要空气中的H2O、CO2。故填：CO2；H2O。