Question

2．黃銅灰渣（含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe₂O₃）生產硝酸銅溶液的流程如圖1：

（1）寫出酸浸時Fe₂O₃和稀硫酸反應的離子方程式：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O．
（2）反應I中所加Zn不能過量的原因是加入過量的Zn會使產品中含有雜質．
（3）濾液II中含有的金屬陽離子主要有Zn²⁺、Fe²⁺．
（4）寫出反應II的離子方程式：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．反應II應控制溫度不能過高也不能過低的原因是溫度過高，硝酸會揮發(fā)、分解，溫度太低，反應速率太慢．
（5）已知Cu（NO₃）₂•6H₂O和Cu（NO₃）₂•3H₂O的溶解度隨溫度的變化如圖2所示．則由A點對應的溶液獲取Cu（NO₃）₂•3H₂O的方法是將溶液A蒸發(fā)濃縮，冷卻到30℃以上，過濾．

Answer 1

分析 黃銅灰渣（含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe₂O₃）中加入稀硫酸，稀硫酸可Zn、CuO、ZnO、FeO、Fe₂O₃反應生成Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺，銅將其中的少量的Fe³⁺反應為Fe²⁺，濾渣Ⅰ為銅，濾液Ⅰ主要含有Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺，加入適量鋅粉，鋅粉可與Cu²⁺、Fe³⁺、H⁺反應生成銅，濾液Ⅱ主要的金屬離子就是Zn²⁺、Fe²⁺，過濾得到銅，向銅中加入稀硝酸發(fā)生反應硝酸銅溶液，據(jù)此分析解答．

解答 解：黃銅灰渣（含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe₂O₃）中加入稀硫酸，稀硫酸可Zn、CuO、ZnO、FeO、Fe₂O₃反應生成Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺，銅將其中的少量的Fe³⁺反應為Fe²⁺，濾渣Ⅰ為銅，濾液Ⅰ主要含有Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺，加入適量鋅粉，鋅粉可與Cu²⁺、Fe³⁺、H⁺反應生成銅，濾液Ⅱ主要的金屬離子就是Zn²⁺、Fe²⁺，過濾得到銅，向銅中加入稀硝酸發(fā)生反應硝酸銅溶液，
（1）Fe₂O₃和稀硫酸反應生成硫酸鐵和水，反應的離子方程式：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（2）鋅粉過量會使Fe²⁺還原為鐵單質，產品不純，含有雜質；
故答案為：加入過量的Zn會使產品中含有雜質；
（3）向Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺，加入適量鋅粉，鋅粉與氫離子、銅離子反應生成鋅離子、氫氣、銅單質，濾液Ⅱ主要的金屬離子就是Zn²⁺、Fe²⁺；
故答案為：Zn²⁺、Fe²⁺；
（4）反應II是Cu與稀硝酸反應生成硝酸銅、NO和水，其反應的離子方程式：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；溫度過高，硝酸會揮發(fā)、分解，溫度太低，反應速率太慢，所以反應II應控制溫度不能過高也不能過低；
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；溫度過高，硝酸會揮發(fā)、分解，溫度太低，反應速率太慢；
（5）根據(jù)“Cu（NO₃）₂•6H₂O和Cu（NO₃）₂•3H₂O的溶解度隨溫度的變化圖“可知，低于30℃時結晶出來的是Cu（NO₃）₂•6H₂O而非Cu（NO₃）₂•3H₂O，所以獲取Cu（NO₃）₂•3H₂O的方法是將溶液A蒸發(fā)濃縮，冷卻到30℃以上，過濾；
故答案為：將溶液A蒸發(fā)濃縮，冷卻到30℃以上，過濾．

點評 本題以物質制備為載體，考查了工藝流程，考查學生對原理的分析理解、物質的分離提純、氧化還原反應、實驗方案設計、信息獲取與遷移運用等，需要學生具備扎實的基礎，題目難度中等．