Question

3．實驗室模擬用工業廢棄固體（含有Cu₂S、Fe₂O₃、SiO₂等）制取粗銅、綠礬（FeSO₄•7H₂O）的操作流程如下：

（1）固體A中一定含有的物質是SiO₂（填化學式）；
（2）試劑X是Fe，試劑X與溶液A反應得到固體B和溶液B的離子方程式有  2 Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
（3）溶液B獲得綠礬的實驗操作是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥．

Answer 1

分析 廢棄固體主要成分Cu₂S和Fe₂O₃、SiO₂等，灼燒廢氣固體發生反應Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SO₂+2CuO，所以氣體a是SO₂，固體A是CuO和Fe₂O₃、SiO₂，固體和稀硫酸混合，發生的反應為CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，所以溶液A中成分為CuSO₄、Fe₂（SO₄）₃，而二氧化硅與稀硫酸不反應，則固體A為SiO₂，向溶液A中加入過量Fe屑，發生反應CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu、2Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄，所以固體B成分是Fe、Cu，濾液B成分為FeSO₄，固體B和稀硫酸混合，Fe和稀硫酸反應生成FeSO₄，Cu和稀硫酸不反應，過濾得到固體粗銅，以此解答該題．

解答 解：廢棄固體主要成分Cu₂S和Fe₂O₃、SiO₂等，灼燒廢氣固體發生反應Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SO₂+2CuO，所以氣體a是SO₂，固體A是CuO和Fe₂O₃、SiO₂，固體和稀硫酸混合，發生的反應為CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O，所以溶液A中成分為CuSO₄、Fe₂（SO₄）₃，而二氧化硅與稀硫酸不反應，則固體A為SiO₂，向溶液A中加入過量Fe屑，發生反應CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu、2Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄，所以固體B成分是Fe、Cu，濾液B成分為FeSO₄，固體B和稀硫酸混合，Fe和稀硫酸反應生成FeSO₄，Cu和稀硫酸不反應，過濾得到固體粗銅，
（1）由以上分析可知，二氧化硅和稀硫酸不反應，固體A為SiO₂，故答案為：SiO₂；
（2）加入試劑X，用于置換出銅并生成硫酸亞鐵，則X應為Fe，發生的離子反應為2 Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，
故答案為：Fe；2 Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
（3）溶液B獲得綠礬的實驗操作是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，故答案為：冷卻結晶；過濾．

點評 本題考查混合物的分離和提純和制備，側重考查學生分析問題、實驗操作、思維縝密性等能力，明確物質的性質是解本題關鍵，能從整體上分析各個步驟發生的反應，能正確書寫相應的化學方程式和離子方程式，題目難度中等．