Question

17．黄铜矿（主要成分CuFeS₂）经初步处理后，所得溶液甲中的溶质为Fe₂（SO₄）₃、CuSO₄及H₂SO₄．小明同学通过废铁与溶液甲反应，制取补血剂原料碳酸亚铁并回收铜．主要步骤如图所示：

查阅资料：Fe₂（SO₄）₃与铁反应的化学方程式：Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄
（1）步骤Ⅰ中，生成铜的化学方程式：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；废铁屑含有少量铁锈，对产物的成分没有影响，原因是铁锈与硫酸反应生成硫酸铁．
（2）步骤Ⅱ中加入一种可溶性试剂可实现其转化，从复分解反应发生的条件分析，该试剂可以是Na₂CO₃（填化学式）．
（3）步骤Ⅲ回收铜的方法为加入过量的稀硫酸，过滤、洗涤、干燥．
（4）黄铜矿（主要成分CuFe₂）含铁，但是工业生产一般不用黄铜矿炼铁，原因是含铁量低．

Answer 1

分析 （1）根据溶液甲中的溶质为Fe₂（SO₄）₃、CuSO₄及H₂SO₄，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜进行分析；根据铁锈和硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸铁和铁会生成硫酸亚铁进行分析；
（2）根据碳酸亚铁是沉淀，硫酸亚铁经过步骤Ⅱ生成了碳酸亚铁，所以该试剂可以是碳酸钠进行分析；
（3）根据不溶物中含有置换出的铜和反应剩余的铁进行分析；
（4）黄铁矿中铁的含量最低，同时会生成SO₂等有害气体污染环境．

解答 解：（1）溶液甲中含有硫酸铜，硫酸铜和加入的铁屑反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；步骤Ⅰ中，废铁屑含有少量铁锈，对产物的成分没有影响，原因是铁锈与硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁和铁会生成硫酸亚铁；故填：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；铁锈与硫酸反应生成硫酸铁；
（2）碳酸亚铁是沉淀，硫酸亚铁经过步骤Ⅱ生成了碳酸亚铁，所以该试剂可以是碳酸钠；故填：Na₂CO₃；
（3）通过推导可知，不溶物中含有置换出的铜和反应剩余的铁，所以步骤Ⅲ回收铜的方法为：加入过量的稀硫酸，过滤、洗涤、干燥．故填：加入过量的稀硫酸，过滤、洗涤、干燥；
（4）黄铜矿的主要成分是CuFeS₂，它不太适合炼铁，其原因是因为黄铜矿中铁的含量最低，同时会生成SO₂等有害气体污染环境．故填：含铁量低（或其他合理答案）．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中所给的知识进行解答．