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(chǎn)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(fā)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(fā)現(xiàn)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^＋=2Fe^3＋＋3H₂O，
2Fe^3＋＋Fe=3Fe^2＋，F(xiàn)e＋2H^＋=Fe^2＋＋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(chǎn)生污染大氣的氣體

廢鐵絲中含有鐵銹(Fe₂O₃·xH₂O)，所以在用稀硫酸處理時可能發(fā)生的反應有：Fe₂O₃＋6H^＋=2Fe^3＋＋3H₂O,2Fe^3＋＋Fe=3Fe^2＋，F(xiàn)e＋2H^＋=Fe^2＋＋H₂↑；廢銅粉在灼燒后得到的產(chǎn)物中含有單質(zhì)銅，可能是原來雜質(zhì)中含有C等還原性雜質(zhì)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(fā)生反應2Cu＋O₂＋2H₂SO₄ 2CuSO₄＋2H₂O；若用濃硫酸來溶解，發(fā)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(chǎn)生污染大氣的氣體SO₂。