Question

【题目】某工厂排出的废水中含有大量的Fe2+、Cu2+和SO42﹣ ．
Ⅰ某校研究性学习小组设计如图流程以回收铜和硫酸亚铁．请回答：

（1）反应①的离子方程式为 ．
（2）操作①中用到的玻璃仪器是（填序号）．
a．烧杯 b．漏斗 c．玻璃棒 d．酒精灯
（3）固体成份是（填名称）．
（4）原料②的名称为 ．
（5）Ⅱ回收的铜可用于制备胆矾（CuSO45H2O）．，可将铜和一定浓度稀硫酸混合后并在加热的情况下通入氧气，发生如下反应：2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O．制得硫酸铜溶液后经过蒸发、浓缩，冷却结晶，过滤可得胆矾．
①请分析2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O反应中，氧化剂是 ， 还原剂是（填化学式）．
②用双线桥标出上述反应的电子得失 ．

Answer 1

【答案】
（1）Fe+Cu2+=Fe2++Cu
（2）abc
（3）铁、铜
（4）稀硫酸
（5）O2,Cu,
【解析】解：Ⅰ、（1）根据题意知，该物质能和铜离子反应且不引进新的杂质离子，所以物质为铁，铁与铜离子反应的离子方程式为：Cu2++Fe═Cu+Fe2+；

（2）操作②的分离是固体、液体分离，所以应用过滤的方法，故用到的玻璃仪器有：a．烧杯b．漏斗c．玻璃棒；
（3）操作①中加入过量的铁才能使铜离子完全反应Cu2++Fe═Cu+Fe2+，所以所得固体的成分是铁和铜；
（4）操作①中加入过量的铁才能使铜离子完全反应，所以所得固体的成分是铁和铜，分离铁和铜且回收铜，所以加入某物质与铁反应，与铜不反应，且与铁反应后的物质与操作①所得溶液中溶质的成分一样，加入的物质为稀硫酸；

Ⅱ、①2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O反应中，O2得电子化合价降低（0→﹣2）是氧化剂，Cu失电子化合价升高（0→+2）是还原剂；

②2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O反应中氧气为氧化剂，O元素的化合价0→﹣2，铜为还原剂，Cu元素的化合价0→+2，转移电子数为：4e﹣，用双线桥表示为： ；
故答案为：Ⅰ（1）Cu2++Fe═Cu+Fe2+；（2）abc；（3）铁、铜；（4）稀硫酸；Ⅱ①O2；Cu；②
Ⅰ（1）反应①为铁与硫酸铜溶液的置换反应；
（2）操作Ⅰ是固液分离操作（过滤），结合过滤装置图进行分析；
（3）为使溶液中的硫酸铜完全反应，所加入的铁粉应过量；
（4）加入原料②的作用是除去混合固体中的Fe，且最终要得到硫酸亚铁，因此加入的为稀硫酸；
Ⅱ①反应中有元素化合价升高的物质为还原剂，有元素化合价降低的物质为氧化剂；
②用双线桥表示转移电子数时应注意箭头起始指向的是同一种元素，注意得失电子数的计算可从化学价入手，同时应乘上配平系数。