Question

11．金属的冶炼与回水使资源得到了充分利用．

①火法炼铁的原理是Fe₂O₃+3CO$\stackrel{高温}{→}$2Fe+3CO₂，实验室有不纯的CO（混有CO₂和水蒸气，若要用纯净、干燥的一氧化碳还原氧化铁并检验生成的气体，下述装置的正确连接顺序为（假设每步均完全反应，装置不得重复使用）：不纯的CO→B、A、D、C（填字母）．
②湿法炼铜的原理是用稀硫酸将矿石中的氧化铜溶解，然后用较活泼的金属置换出铜．将0.2 mol铁粉放入足量硫酸铜溶液中，理论上能生成12.8g铜（根据化学方程式计算）．
③现欲从含有CuSO₄的废液中回收铜，同时得到工业原料-硫酸亚铁晶体，设计方案如下：

Ⅰ、滤渣A的成分是Fe和Cu，C物质是H₂SO₄．
Ⅱ、从提高硫酸亚铁晶体回收率的角度分析，该方案的一个不足之处是没有将滤液B中的硫酸亚铁进行回收．
④上述铜的冶炼和回收过程中，铜元素存在形态的变化是B．
A．游离态→化合态  B、化合态→游离态．

Answer 1

分析 ①根据一氧化碳还原氧化铁的原理，反应生成二氧化碳，能使澄清石灰水变浑浊，而一氧化碳中混有二氧化碳和水，除二氧化碳可用碱反应吸收，水可用任意干燥剂，一氧化碳有毒，最终要进行尾气的处理；
②根据化学方程式进行计算；
③在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成盐和氢气，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，故要回收铜得到硫酸亚铁，可以加入铁；
④由硫酸铜转化为单质铜．

解答 解：①除二氧化碳用碱液，除水用浓硫酸，除二氧化碳时所用试剂液体，也会带出水蒸气，故除杂质气体在前、干燥气体在后，检验产物二氧化碳用澄清石灰水，故答案为：B、A、D、C；
②设理论上可产生铜的质量为x
Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄
1mol     64
0.2mol   x
$\frac{1mol}{64}=\frac{0.2mol}{x}$
x=12.8g
故填：12.8
③向废液中加入过量的铁粉，过滤后得到的滤渣A是铜和铁的混合物；分离铁和铜的混合物，可以加入适量的酸--稀硫酸；滤液B中也含有硫酸亚铁，也应该回收．
故答案为：Ⅰ、Fe和Cu；H₂SO₄
Ⅱ、没有将滤液B中的硫酸亚铁进行回收；
④此过程实现了由硫酸铜这种化合物向铜这种单质的转化，是由化合态变成游离态．故填：B．

点评 本题考查了铜的回收，完成此题，可以依据金属活动性顺序及其意义进行．