Question

氧化銅礦石含有CuO、Cu2(OH)2CO3和Fe2O3，還含有一些不溶于水、不溶于酸的其他雜質(zhì)。銅、鐵是畜禽所必需的微量元素。某飼料廠聯(lián)合生產(chǎn)硫酸銅和硫酸鐵工藝流程如下：(提示：溶液中當(dāng)pH＝3.8時(shí)硫酸鐵全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，pH＝6.4時(shí)硫酸銅全部轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2沉淀）

（1）氧化銅礦石粉碎的目的是____ 。

（2）寫出“酸浸”中Cu2(OH) 2CO3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

（3）“中和／過濾”中加入CaCO3的目的是 。

（4）上述工藝流程中多處涉及“過濾”，實(shí)驗(yàn)室中過濾操作需要使用的玻璃儀器有 。

（5）Fe(OH)3與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

（6）“烘干粉碎”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示。

表中，m為CuSO4·5H2O晶體的質(zhì)量，x為干燥后所得晶體中結(jié)晶水的個(gè)數(shù)。據(jù)此可確定由CuSO4·5H2O脫水得流程中所示產(chǎn)品的適宜工藝條件分別為 、 （分別指出溫度和時(shí)間）。

 

Answer 1

（1）增大接觸面積，加快反應(yīng)速率；

（2） Cu2(OH)2CO3+2H2SO4==2CuSO4+3H2O+CO2↑;

（3）適當(dāng)降低溶液的酸性，是Fe(OH)3形成沉淀，而硫酸銅不形成沉淀而分離；

（4）燒杯、玻璃棒、漏斗；

（5） 鹽酸和氫氧化鐵反應(yīng)：3H2SO4+2Fe(OH)3==Fe2(SO4)3+6H2O；

（6）160℃,3h。

【解析】

試題分析：（1）反應(yīng)物間的接觸面積越大，反應(yīng)越充分，故氧化銅礦石粉碎的目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率；

（2）依據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變，生成物是硫酸銅、水和二氧化碳?xì)怏w；

（3）該實(shí)驗(yàn)的目的是聯(lián)合生產(chǎn)硫酸銅和硫酸亞鐵，硫酸銅通過濾液蒸發(fā)結(jié)晶，烘干粉碎可以制取，因此硫酸亞鐵由另一條線獲得，經(jīng)“中和/過濾”所得濾渣應(yīng)該是含鐵的沉淀——Fe(OH)3，由于前一步只加入KMnO4，目的是將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+，根據(jù)題目所給條件“中和/過濾”，很容易想到用CaCO3中和過量的硫酸，降低了溶液的酸性， 促進(jìn)Fe3+形成沉淀Fe(OH)3而除出；

（4）過濾操作需要使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗；

（5）Fe(OH)3與硫酸發(fā)生中和反應(yīng)，生成鹽和水，故反應(yīng)生成的是硫酸鐵和水；

（6）根據(jù)表可知，由CuSO4·5H2O脫水制CuSO4·H2O，那么X應(yīng)該是1，溫度應(yīng)選160℃，時(shí)間選3h。

考點(diǎn)：化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)圖像識(shí)