Question

【题目】某工厂排出的废水中含有大量的Fe2+、Cu2+和SO42﹣ ．
Ⅰ某校研究性学习小组设计如图流程以回收铜和硫酸亚铁．请回答：

（1）反应①的离子方程式为 ．
（2）操作①中用到的玻璃仪器是（填序号）．
a．烧杯 b．漏斗 c．玻璃棒 d．酒精灯
（3）固体成份是（填名称）．
（4）原料②的名称为 ．
Ⅱ回收的铜可用于制备胆矾（CuSO45H2O）．，可将铜和一定浓度稀硫酸混合后并在加热的情况下通入氧气，发生如下反应：2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O．制得硫酸铜溶液后经过蒸发、浓缩，冷却结晶，过滤可得胆矾．
①请分析2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O反应中，氧化剂是 ， 还原剂是（填化学式）．
②用双线桥标出上述反应的电子得失 ．

Answer 1

【答案】
（1）Fe+Cu2+=Fe2++Cu
（2）abc
（3）铁、铜
（4）稀硫酸；O2；Cu；
【解析】解：Ⅰ、（1）根据题意知，该物质能和铜离子反应且不引进新的杂质离子，所以物质为铁，铁与铜离子反应的离子方程式为：Cu2++Fe═Cu+Fe2+ ，
故答案为：Cu2++Fe═Cu+Fe2+；（2）操作②的分离是固体、液体分离，所以应用过滤的方法，故用到的玻璃仪器有：a．烧杯b．漏斗c．玻璃棒，故答案为：abc；（3）操作①中加入过量的铁才能使铜离子完全反应Cu2++Fe═Cu+Fe2+ ， 所以所得固体的成分是铁和铜，故答案为：铁、铜；（4）操作①中加入过量的铁才能使铜离子完全反应，所以所得固体的成分是铁和铜，分离铁和铜且回收铜，所以加入某物质与铁反应，与铜不反应，且与铁反应后的物质与操作①所得溶液中溶质的成分一样，加入的物质为稀硫酸，故答案为：稀硫酸；Ⅱ、①2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O反应中，O2得电子化合价降低（0→﹣2）是氧化剂，Cu失电子化合价升高（0→+2）是还原剂，故答案为：O2；Cu；②2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O反应中氧气为氧化剂，O元素的化合价0→﹣2，铜为还原剂，Cu元素的化合价0→+2，转移电子数为：4e﹣ ， 用双线桥表示为： ，故答案为： ．
Ⅰ、（1）根据该题要求：回收铜且不引进新的杂质判断原料①，并写出反应的离子方程式；（2）根据混合物的状态确定实验操作，根据实验操作确定实验仪器；（3）固体成份是过量的铁和置换出的铜；（4）先判断操作①后的固体成分，再根据流程图知：操作①后的溶液中的溶质与操作②后的溶液中的溶质相同判断原料②；Ⅱ、①在氧化还原反应中，得电子化合价降低的反应物是氧化剂，失电子化合价升高的反应物是还原剂；②反应中氧气为氧化剂，铜为还原剂，根据O元素的化合价0→﹣2，和Cu元素的化合价0→+2，标出电子的转移方向和数目．