题目内容
【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)
【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。