Question

【題目】安徽蕪湖無(wú)為縣電纜全國(guó)有名，電纜生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了一定量的含銅廢料。化學(xué)興趣小組利用稀硫酸和鐵粉分離回收銅，并獲得硫酸亞鐵晶體。先將含銅廢料粉碎，再按如下設(shè)計(jì)方案處理：

查閱資料得知：①在通入空氣并加熱的條件下，銅可與稀硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸銅。反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O．
②硫酸亞鐵晶體的溶解度隨著溫度升高而增大(在一定溫度范圍內(nèi))。
（1）步驟中分離得到藍(lán)色溶液A的操作M名稱是；
（2）藍(lán)色溶液A中溶質(zhì)的成分是(填化學(xué)式)；
（3）該方案中應(yīng)該加入略過(guò)量的鐵粉，過(guò)量的目的是；從固體C中獲得純凈的銅，操作(Ⅱ)的具體處理方法是；
（4）淺綠色溶液B經(jīng)一系列操作[操作(Ⅰ)]可得硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)，該系列操作的順序?yàn)?/span>(用編號(hào)a、b、c表示)→洗滌干燥。
a.冷卻結(jié)晶 b.過(guò)濾 c.加熱濃縮

Answer 1

【答案】
（1）過(guò)濾
（2）CuSO4、H2SO4
（3）使CuSO4、H2SO4完全反應(yīng)或?qū)�Cu完全置換出來(lái)；將所得固體C用稀硫酸酸洗后過(guò)濾再洗滌、干燥
（4）c→a→b
【解析】（1）步驟中分離得到藍(lán)色溶液A的操作M名稱是：過(guò)濾；
（2）銅可與稀硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O，且為使銅完全反應(yīng)，加入的稀硫酸是過(guò)量的，所以藍(lán)色溶液A中溶質(zhì)的成分是生成的硫酸銅和剩余的硫酸，對(duì)應(yīng)的化學(xué)式為CuSO4、H2SO4；
（3）加入鐵粉是利用鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，將銅置換出來(lái)，得到硫酸亞鐵。鐵與硫酸反應(yīng)，生成硫酸亞鐵和氫氣，也是獲得硫酸亞鐵。所以加入略過(guò)量的鐵粉，過(guò)量的目的是使CuSO4、H2SO4完全反應(yīng)；固體C中可能含有鐵，所以用硫酸清洗，把鐵除掉，再用水沖洗，最后進(jìn)行干燥，就得到銅。故填：使CuSO4、H2SO4完全反應(yīng)或?qū)�Cu完全置換出來(lái) 將所得固體C用稀硫酸酸洗后過(guò)濾再洗滌、干燥；
（4）從硫酸亞鐵溶液中析出晶體的方法是先將溶液加熱濃縮，再降溫冷卻析出晶體，再進(jìn)行過(guò)濾.
故答案為：（1）過(guò)濾；（2）CuSO4、H2SO4；（3）使CuSO4、H2SO4完全反應(yīng)或?qū)�Cu完全置換出來(lái)；將所得固體C用稀硫酸酸洗后過(guò)濾再洗滌、干燥；（4）c→a→b.（1）步驟中分離得到藍(lán)色溶液的同時(shí)得到了濾渣，屬于固液分離的操作；
（2）銅與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，藍(lán)色溶液中加入鐵有氣體產(chǎn)生，說(shuō)明藍(lán)色溶液中含有過(guò)量的硫酸；
（3）藍(lán)色溶液中有生成的硫酸銅和剩余的硫酸，而實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖腔厥浙~和制備硫酸亞鐵，所以應(yīng)該將銅完全轉(zhuǎn)化為單質(zhì)，同時(shí)除去硫酸，所以為將兩者完全除去（所以加入的藥品要過(guò)量）且不引入新的雜質(zhì)（所以加入的是鐵），所以應(yīng)該加入過(guò)量的鐵；
（4）由于“硫酸亞鐵晶體的溶解度隨著溫度升高而增大“和最后得到是硫酸亞鐵晶體（FeSO47H2O），是帶結(jié)晶水的化合物，所以整個(gè)得到晶體的過(guò)程溫度不能高，且不能直接蒸干得到固體，所以給定的三步操作的順序是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾然后進(jìn)一步用冷水洗滌或者是硫酸亞鐵的飽和溶液進(jìn)行洗滌干燥．