Question

18．工业制硫酸铜的方法很多．
①方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜．该反应的化学方程式是Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，此法的最大缺点是产生有污染的气体．
②方法二、用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜，生产的主要过程如图所示：

稀硫酸、铜和氧化铁反应的化学方程式是Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe₂（SO₄）₃+Cu═2FeSO₄+CuSO₄
（或Fe₂O₃+Cu+3H₂SO₄═3H₂O+2FeSO₄+CuSO₄）；向混合溶液中通入热空气的反应的离子方程式是4Fe²⁺+4H⁺+O₂═4Fe³⁺+2H₂O；由滤液得到无水硫酸铜的实验操作是加热蒸发．

Answer 1

分析 ①铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应生成的二氧化硫是污染环境的气体；
②依据流程图分析判断，稀硫酸、铜和氧化铁反应是氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜；通入热的空气是为了氧化亚铁离子为三价铁离子，调整溶液PH除去铁离子；溶液中得到溶质固体的方法是蒸发水结晶析出．

解答 解：①铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；反应生成的二氧化硫是污染环境的气体，产生了有污染的气体；
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；产生了有污染的气体；
②依据流程转化图分析，铜需要硫酸和氧化铁反应生成的铁离子溶解生成铜离子，再通入空气氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH使铁离子沉淀除去，得到硫酸铜溶液；加热蒸发浓缩结晶得到硫酸铜晶体；反应的化学方程式为：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe₂（SO₄）₃+Cu═2FeSO₄+CuSO₄（或Fe₂O₃+Cu+3H₂SO₄═3H₂O+2FeSO₄+CuSO₄）；通入空气的作用是氧气氧化亚铁离子为铁离子的反应，反应离子方程式为：4Fe²⁺+4H⁺+O₂═4Fe³⁺+2H₂O；得到硫酸铜溶液加热蒸发得到硫酸铜晶体，
故答案为：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；4Fe²⁺+4H⁺+O₂═4Fe³⁺+2H₂O；加热、蒸发．

点评 本题考查了浓硫酸、铁的化合物、铜的性质的应用，离子方程式的书写方法，除杂的方法，试剂选择原则，题目难度中等，注意工业制硫酸铜的方法的掌握．