Question

利用廢鐵絲、硫酸銅廢液(含硫酸亞鐵)和被有機物污染的廢

銅粉制備硫酸銅晶體。生產過程如下：

 

試回答下列問題：

(1)鐵絲在投入硫酸銅廢液前需用稀H2SO4進行處理，可能發生反應的離子方程式有______________________________________________

(2)廢銅粉與還原所得銅粉混合灼燒，檢驗發現灼燒后得到的是CuO和少量Cu的混合物。原因可能是：

①灼燒不充分Cu未被完全氧化。

②CuO被還原。還原劑可能是________，該反應的化學方程式是___________________

(3)為了使灼燒后的氧化銅混合物充分酸溶，在加入稀H2SO4的同時，還通入O2。通入O2的目的是(用化學反應方程式表示)____________________。

(4)直接向氧化銅混合物中加入濃硫酸并加熱進行酸溶，也可達到充分酸溶的目的，但實際操作中較少使用，原因可能是__________________________________________

 

Answer 1

(1)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O，

2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑

(2)C或CO　2CuO＋C2Cu＋CO2↑或CuO＋COCu＋CO2

(3)2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O

(4)生成等量CuSO4晶體所消耗的H2SO4更多，且會產生污染大氣的氣體

【解析】廢鐵絲中含有鐵銹(Fe2O3·xH2O)，所以在用稀硫酸處理時可能發生的反應有：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O,2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；廢銅粉在灼燒后得到的產物中含有單質銅，可能是原來雜質中含有C等還原性雜質導致；Cu在不斷通入氧氣和加熱的條件下，可溶解于稀硫酸中，發生反應2Cu＋O2＋2H2SO4 2CuSO4＋2H2O；若用濃硫酸來溶解，發生反應Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，其缺點是生成等量硫酸銅晶體所消耗的硫酸更多，且會產生污染大氣的氣體SO2。