Question

【題目】工業(yè)上由含銅廢料(含有Cu、CuS、CuSO4等)制備硝酸銅晶體的流程如圖：

（1）“焙燒”時CuS轉(zhuǎn)化為CuO和SO2，反應的化學方程式為___。

（2）“酸化”步驟反應的離子方程式為___。

（3）“過濾”所得濾液中溶質(zhì)的主要成分為___。

（4）“淘洗”所用的溶液A應選用___(填序號)。

a．稀硫酸 b．濃硫酸 c．稀硝酸 d．濃硝酸

（5）“反應”一步的過程中無紅棕色氣體生成。

①理論上消耗HNO3和H2O2的物質(zhì)的量之比為___。

②若不加10% H2O2，只用濃HNO3，隨著反應的進行，容器內(nèi)持續(xù)出現(xiàn)大量紅棕色氣體，寫出該反應的離子方程式____。

（6）由“反應”所得溶液中盡可能多地析出Cu(NO3)2·3H2O晶體的方法是___。(相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖所示)

Answer 1

【答案】2CuS+3O2 2CuO+2SO2 CuO+2H+═Cu2++H2O FeSO4 a 2∶1 Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O 蒸發(fā)濃縮，降溫至溫度略高于26.4°C結(jié)晶

【解析】

工業(yè)上由含銅廢料(含有Cu、CuS、CuSO4等)制備硝酸銅晶體，廢料通入空氣焙燒后，銅生成氧化銅，硫化銅轉(zhuǎn)化為CuO和SO2，加入硫酸酸化生成硫酸銅，加入過量的鐵發(fā)生置換反應生成銅，過濾得到濾渣鐵和銅，用溶液A淘洗后加入20%的HNO3和10%的H2O2發(fā)生反應，蒸發(fā)濃縮，降溫至溫度略高于26.4°C結(jié)晶，從“反應”所得溶液中析出Cu(NO3)23H2O，據(jù)此分析解答。

(1)CuS焙燒和氧氣反應轉(zhuǎn)化為CuO和SO2，反應的化學方程式為：2CuS+3O2 2CuO+2SO2，故答案為：2CuS+3O2 2CuO+2SO2；

(2)酸化過程為經(jīng)過焙燒得到的氧化銅與稀硫酸反應生成銅離子，離子方程式為：CuO+2H+═Cu2++H2O，故答案為：CuO+2H+═Cu2++H2O；

(3)根據(jù)上述分析可知，過濾得到濾液主要為硫酸亞鐵溶液，故答案為：FeSO4；

(4)淘洗加入的酸不能具有強氧化性，否則會溶解銅。a．稀硫酸，不能和銅反應，故a選；b．濃硫酸和銅在常溫下不反應，但濃硫酸稀釋會放出大量熱，會和銅發(fā)生反應，故b不選；c．稀硝酸具有氧化性能溶解銅，故c不選；d．濃硝酸能溶解銅，故d不選；故答案為：a；

(5)①“反應”一步所用的試劑是20%HNO3和10%H2O2，硝酸做酸，過氧化氫做氧化劑將Cu氧化生成硝酸銅，反應的化學方程式為：Cu+H2O2+2HNO3=Cu(NO3)2+2H2O，理論上消耗HNO3和H2O2的物質(zhì)的量之比為2∶1，故答案為：2∶1；

②若不加10%H2O2，只用濃HNO3，銅和濃硝酸反應生成二氧化氮氣體，反應的離子方程式為：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O，故答案為：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；

(6)根據(jù)圖像中結(jié)晶水合物的溶解度隨溫度變化曲線可知，溫度高于26.4°C從“反應”所得溶液中析出Cu(NO3)23H2O，從“反應”所得溶液中析出Cu(NO3)23H2O的方法是：蒸發(fā)濃縮，降溫至溫度略高于26.4°C結(jié)晶，故答案為；蒸發(fā)濃縮，降溫至溫度略高于26.4°C結(jié)晶。