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2.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.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)$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$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、铜和氧化铁反应的离子方程式是Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、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;由滤液得到无水硫酸铜的实验操作是加热、蒸发.

分析 (1)浓硫酸与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,结合二氧化硫的毒性解答;
(2)由流程图可知: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)浓硫酸与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$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)$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O;产生了有污染的气体;
(2)由流程图可知: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,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;加热、蒸发;
故答案为:Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+;4Fe2++4H++O2═4Fe3++2H2O;加热、蒸发;

点评 本题考查了硫酸铜的制备,明确浓硫酸、铁及其化合物铜及其化合物性质,明确工艺流程图即可解答,题目难度不大.

练习册系列答案
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17.酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是有碳粉,二氧化锰,氯化锌和氯化铵等组成的填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可以得到多种化工原料,有关数据表所示:
溶解度/(g/100g水)

温度/℃
化合物
020406080100
NH4Cl29.337.245.855.365.677.3
ZnCl2343395452488541614
化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3
Ksp近似值10-1710-1710-39
回答下列问题:
(1)该电池的负极为锌,正极反应式为MnO2+H++e-=MnOOH;
(2)维持电流强度为0.5A,电池工作5分钟,理论消耗Zn0.05gg;(已知F=96500C/mol)
(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有氯化锌和氯化铵,两者可以通过加热浓缩、冷却结晶分离回收,滤渣的主要成分是二氧化锰、碳粉和MnOOH,欲从中得到较纯的二氧化锰,最简便的方法是空气中加热,其原理是碳粉转变为二氧化碳,MnOOH氧化为二氧化锰;
(4)用废电池的锌皮制作七水合硫酸锌,需去除少量杂质铁,其方法是:加入稀硫酸和双氧水,溶解,铁变为Fe3+加碱调节PH为2.7,铁刚好完全沉淀(离子浓度≤1×10-5 mo1•L-1时即可认为离子沉淀完全)继续加碱调节PH为6锌开始沉淀(假定此时溶液中Zn2+的浓度为0.1mo1•L-1).若上述过程不加双氧水的后果Zn2+和Fe2+分离不开,原因是Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近.

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