Question

3．安徽芜湖无为 县电缆全国有名，电缆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．先将含铜废料粉碎，再按如下设计方案处理：

查阅资料得知：①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+O₂$\stackrel{△}{→}$2CuSO₄+2H₂O．
②硫酸亚铁晶体的溶解度随着温度升高而增大（在一定温度范围内）．
（1）步骤中分离得到蓝色溶液A的操作M名称是过滤；
（2）蓝色溶液A中溶质的成分是CuSO₄、H₂SO₄（填化学式）；
（3）该方案中应该加入略过量的铁粉，过量的目的是使CuSO₄、H₂SO₄完全反应；从固体C中获得纯净的铜，操作（Ⅱ）的具体处理方法是将所得固体C用稀硫酸酸洗后过滤再洗涤、干燥；
（4）浅绿色溶液B经一系列 操作[操作（Ⅰ）]可得硫酸亚铁晶体（FeSO₄•7H₂O），该系列操作的顺序为cab（用编号a、b、c表示）→洗涤干燥．
a．冷却结晶           b．过滤           c．加热浓缩．

Answer 1

分析 根据给出的转化关系对应的过程分析每个对应的问题，或者直接分析每个问题，从给出的信息中找对应的信息．

解答 解：
（1）由于步骤中分离得到蓝色溶液A的操作M是得到蓝色溶液和滤渣（滤渣，过滤得到才叫滤渣），所以为过滤（或者是固体和液体分离操作为过滤），所以操作名称是过滤；
（2）铜可与稀硫酸反应转化为硫酸铜，反应的化学方程式：2Cu+2H₂SO₄+O₂$\stackrel{△}{→}$2CuSO₄+2H₂O，且为使铜完全反应，加入的稀硫酸是过量的，所以蓝色溶液A中溶质的成分是生成的硫酸铜和剩余的硫酸，对应的化学式为CuSO₄、H₂SO₄；
（3）蓝色溶液中有生成的硫酸铜和剩余的硫酸，而实验目的是回收铜和制备硫酸亚铁，所以应该将铜完全转化为单质，同时除去硫酸，所以为将两者完全除去（所以加入的药品要过量）且不引入新的杂质（所以加入的是铁），所以应该加入过量的铁．所以铁过量的目的是使CuSO₄、H₂SO₄完全反应（说法合理即可）；得到的固体C是生成的铜和剩余的铁，而实验目的是得到铜和硫酸亚铁，所以需要加入稀硫酸将铁转化硫酸亚铁然后过滤洗涤干燥得到纯净的铜．所以从固体C中获得纯净的铜，操作（Ⅱ）的具体处理方法是 将所得固体C用稀硫酸酸洗后过滤再洗涤、干燥；
（4）由于“硫酸亚铁晶体的溶解度随着温度升高而增大“和最后得到是硫酸亚铁晶体（FeSO₄•7H₂O），是带结晶水的化合物，所以整个得到晶体的过程温度不能高，且不能直接蒸干得到固体，所以给定的三步操作的顺序是加热浓缩、冷却结晶、过滤然后进一步用冷水洗涤或者是硫酸亚铁的饱和溶液进行洗涤干燥．所以浅绿色溶液B是经一系列 操作[操作（Ⅰ）]可得硫酸亚铁晶体（FeSO₄•7H₂O），该系列操作的顺序为 cab、洗涤干燥．
故答案为：
（1）过滤；②CuSO₄、H₂SO₄；③使CuSO₄、H₂SO₄完全反应；将所得固体C用稀硫酸酸洗后过滤再洗涤、干燥；④c→a→b

点评 读图，从中获得解答题目所需的信息，所以在解答题目时先看解答的问题是什么，然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性．解答的问题实际上与复杂的转化图相比，其实很简单很基础，或者可以说转化图提供的是情境，考查基本知识．