Question

18．硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂、氧化剂和催化剂等．
（1）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．
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1所示：
稀硫酸和氧化铁反应的离子方程式是Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O；铜和上述反应得到的物质反应的离子方程式是2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；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；分离蓝色滤液和红褐色沉淀的实验操作是过滤．
（2）氨法脱硫技术可吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，同时制得硫酸铵．主要的工艺流程如图2所示：
①吸收塔中发生反应的化学方程式是4NH₃?H₂O+2SO₂+O₂═2（NH₄）₂SO₄+2H₂O．
②检验硫酸铵中的NH₄⁺的离子方程式是NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）①铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；
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；
（2）①吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，同时制得硫酸铵，吸收塔中通入空气是利用氧气氧化二氧化硫为硫酸盐；
②检验铵根离子，可加入碱并加热，生成氨气，用检验氨气的方法检验．

解答 解：（1）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，
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
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；反应的离子方程式为：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺（或Fe₂O₃+Cu+6H⁺═3H₂O+2Fe²⁺+Cu²⁺）；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；分离蓝色滤液和红褐色沉淀的实验操作是过滤，
故答案为：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O；2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；4Fe²⁺+4H⁺+O₂═4Fe³⁺+2H₂O；过滤；
（2）①依据流程图分析，吸收塔中发生反应是二氧化硫、一水合氧气反应生成硫酸铵和水，反应的化学方程式为：4NH₃?H₂O+2SO₂+O₂═2（NH₄）₂SO₄+2H₂O；
故答案为：4NH₃?H₂O+2SO₂+O₂═2（NH₄）₂SO₄+2H₂O；
②检验铵根离子，可加入碱并加热，生成氨气，用检验氨气的方法检验，涉及到的离子方程式为NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，
故答案为：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．

点评 本题考查了制备方案的设计，题目难度中等，根据制备流程明确制备原理为解答关键，注意掌握制备方案设计与评价的原则，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．