Question

【题目】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_______________________。

（2）方法二：实验证明，铜不能在低温下与O2反应，也不能与稀H2SO4共热发生反应，但工业上却是将废铜屑倒入热的稀H2SO4中并通入空气来制备CuSO4溶液的。铜屑在此状态下被溶解的化学方程式为_____________________________。

（3）以上两种方法________(填“前”或“后”)者好，原因是________________________。

（4）方法三：用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜，生产的主要过程如下图所示：

稀硫酸和氧化铁反应的离子方程式是_____________________________(反应①)；铜和上述反应(反应①)得到的物质反应的离子方程式是_________________________；向混合溶液中通入热空气的目的是_______________________________；分离蓝色滤液和红褐色沉淀的实验操作是_________。

Answer 1

【答案】Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O 2Cu＋2H2SO4(稀)＋O22CuSO4＋2H2O 后 若制得1mol CuSO4，第一种方法需2mol H2SO4，而第二种方法只需要1mol H2SO4，而且第一种方法生成的SO2又造成大气污染 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 把Fe2+氧化成Fe3+ 过滤

【解析】

本题考查的是浓硫酸的性质、铜金属及其重要化合物的主要性质、制备实验方案的设计。

（1）铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；

（2）铜与稀硫酸、氧气反应生成硫酸铜和水；

（3）依据生成物性质及消耗硫酸的量解答，从安全、节约、环保等方面进行评价判断选择制备硫酸铜的方法；

（4）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。

（1）铜和浓硫酸加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。反应方程式为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O。本小题答案为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O。

（2）将废铜屑倒入热的稀H2SO4中并通入空气来制备CuSO4溶液，化学反应方程式为：2Cu+2H2SO4(稀)+O22CuSO4+2H2O。本小题答案为：2Cu+2H2SO4(稀)+O22CuSO4+2H2O；

（3）第一种方法生成1mol硫酸铜消耗2mol浓硫酸，同时生成有毒的气体二氧化硫；第二种方法，生成1mol硫酸铜消耗1mol稀硫酸，反应过程中无有毒气体产生，所以从环境保护和节约原料角度可知后者更好。本小题答案为：后；若制得1mol CuSO4，第一种方法需2mol 浓H2SO4，而第二种方法只需要1mol稀 H2SO4，而且第一种方法生成的SO2又造成大气污染。

（4）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+；通入空气的作用是氧气把亚铁离子氧化为铁离子；分离蓝色滤液和红褐色沉淀的实验操作是过滤。本小题答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O； 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；把Fe2+氧化成Fe3+；过滤。