Question

20．硫酸銅是一種應用極其廣泛的化工原料，易溶于水而不易溶于酒精；銅離子完全沉淀的pH是5左右，鐵離子完全沉淀的pH是2左右．以下是某工廠用含鐵廢銅為原料生產(chǎn)膽礬（CuSO₄•5H₂O）和副產(chǎn)物石膏（CaSO₄•2H₂O）的生產(chǎn)流程示意圖：

膽礬和石膏在不同溫度下的溶解度（g/100g水）如表．

溫度（℃）	20	40	60	80	100
石膏	0.32	0.26	0.15	0.11	0.07
膽礬	32	44.6	61.8	83.8	114

請回答下列問題：
（1）紅褐色濾渣的主要成分是Fe（OH）₃；
（2）石灰漿調(diào)pH大約要調(diào)節(jié)到A   
A.2   B.5   C.7   D.10
（3）含鐵的廢銅和稀硫酸反應的化學方程式Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（4）操作I最后溫度應該控制在100℃左右；
（5）從溶液中分離出硫酸銅晶體的操作Ⅱ應為蒸發(fā)濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌、干燥；晶體用無水乙醇作洗滌液而不用蒸餾水的原因是硫酸銅是易溶于水而不易溶于酒精．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)對應物質(zhì)的顏色和流程最后得到的是產(chǎn)品可以判定先到的是氫氧化鐵；
（2）題目給出的是“某工廠用含鐵廢銅為原料生產(chǎn)膽礬（CuSO₄•5H₂O）和副產(chǎn)物石膏（CaSO₄•2H₂O）的生產(chǎn)流程示意圖”也就是最后得到的才是膽礬，所以開始沉淀掉的應該是鐵離子，所以應該結合鐵離子完全沉淀掉的條件確定對應的pH；
（3）含鐵的廢銅中只有鐵能夠和硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣；
（4）操作I控制的溫度應該是讓石膏的溶解度最小，而膽礬的溶解度達到最大，這樣得到的膽礬才會純度最高；
（5）操作II是為了得到膽礬，此過程應該是蒸發(fā)濃縮，由于其溶解度受溫度影響較大，所以要降溫結晶．在洗滌晶體時要根據(jù)題干給出的“硫酸銅是易溶于水而不易溶于酒精”進行．

解答 解：題目給出的流程中間過程得到了石膏，最后得到的是產(chǎn)品，而本流程對應的產(chǎn)品是膽礬而不是氫氧化鐵，所以先沉淀掉的是氫氧化鐵，后得到石膏，最后得到的膽礬．
（1）根據(jù)給出的流程和對應物質(zhì)只有氫氧化鐵是紅褐色物質(zhì)可知，紅褐色濾渣的主要成分是 Fe（OH）₃；
（2）由于最后才能得到膽礬，所以在調(diào)節(jié)pH的時候目的是沉淀掉鐵離子，所以根據(jù)給出的“鐵離子完全沉淀的pH是2左右”，可知石灰漿調(diào)pH大約要調(diào)節(jié)到2；
（3）含鐵的廢銅中只有鐵能夠和硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，對應的化學方程式 Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（4）操作I控制的溫度應該是讓石膏的溶解度最小，而膽礬的溶解度達到最大，這樣得到的膽礬才會純度最高，根據(jù)給出的溫度和溶解度的關系，操作I最后溫度應該控制在 100℃左右；
（5）操作II是為了得到膽礬，此過程應該是蒸發(fā)濃縮，由于其溶解度受溫度影響較大，所以要降溫結晶．在洗滌晶體時要根據(jù)題干給出的“硫酸銅是易溶于水而不易溶于酒精”進行．
故答案為：
（1）Fe（OH）₃；
（2）A；
（3）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（4）100；
（5）降溫結晶；硫酸銅是易溶于水而不易溶于酒精．

點評 在解此類題時，首先分析題中的反應流程，然后結合學過的知識、題中所給的知識以及題中的問題進行逐一的解答．