Question

【題目】（1）工業(yè)上以粗銅為原料采取如下圖所示流程制備硝酸銅晶體：

①在步驟a中，還需要通入氧氣和水，其目的是___________________________。

②在保溫去鐵的過程中，為使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中加入CuO，調(diào)節(jié)溶液的pH，根據(jù)下表數(shù)據(jù)，溶液的pH應保持在____________范圍。

	氫氧化物開始沉淀時的pH	氫氧化物沉淀完全時的pH
Fe3+ Cu2+	1.9 4.7	3.2 6.7

不用加水的方法調(diào)節(jié)溶液pH的原因是_______________________________________。

③進行蒸發(fā)濃縮時，要用硝酸調(diào)節(jié)溶液的pH=1，其目的是（結(jié)合離子方程式說明）

_________________________________________________________________________。

（2）工業(yè)上常利用硝酸銅溶液電鍍銅，電鍍時陰極的電極反應式是______________________。

（3）下圖是某小組同學查閱資料所繪出的硝酸銅晶體[ Cu（NO3）2·nH2O ]的溶解度曲線（溫度在30℃前后對應不同的晶體），下列說法正確的是__________（填字母）。

a．A點時的溶液為不飽和溶液

b．B點時兩種晶體可以共存

c．按上述流程最終得到的晶體是Cu（NO3）2·3H2O

d．若將C點時的溶液降溫至30℃以下，可以析出Cu（NO3）2·6H2O晶體

（4）某些共價化合物（如H2O、NH3、N2O4等）在液態(tài)時有微弱的導電性，主要是因為發(fā)生了電離，如：2NH3NH+NH，由此制備無水硝酸銅的方法之一是用Cu與液態(tài)N2O4反應。液態(tài)N2O4電離得到的兩種離子所含電子數(shù)相差18，則液態(tài)N2O4電離的方程式是______________________________________；Cu與液態(tài)N2O4反應制得無水硝酸銅的化學方程式是______________________________________。

Answer 1

【答案】 提高原料的利用率，減少污染物的排放 3.2~4.7 加水會將溶液稀釋，不利于將濾液蒸發(fā)濃縮 由于Cu2+發(fā)生水解：Cu2+＋2H2OCu（OH）2＋2H+，加入硝酸可以抑制硝酸銅的水解 Cu2+＋2e-＝Cu b d N2O4NO+＋NO Cu＋2N2O4＝Cu（NO3）2＋2NO↑

【解析】（1）①氮氧化物與水和氧氣發(fā)生氧化還原反應最終生成硝酸；②Fe3+易水解，為利用溶液的蒸發(fā)濃縮，應盡量用濃溶液；③從影響鹽類水解平衡移動的角度分析；（2）電鍍時，鍍層金屬做陽極，待鍍物質(zhì)做陰極；（４）依據(jù)2NH3NH4++NH2-，類推結(jié)合題干信息寫出電離方程式；從質(zhì)量守恒的角度書寫反應的化學方程式。

（1）粗銅中加入稀硝酸，Fe、Cu和稀硝酸反應生成Fe（NO3）3、Cu（NO3）2，同時生成氮氧化物，氮氧化物和水反應生成硝酸，能循環(huán)利用，調(diào)節(jié)溶液的pH，將Fe（NO3）3轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀，然后過濾得到濾渣，濾液為Cu（NO3）2溶液，向濾液中加入稀硝酸并調(diào)節(jié)溶液的pH，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌得到硝酸銅晶體，①氮氧化物有毒，且NO不和水反應，通入氧氣和水，氮氧化物和氧氣、水反應生成硝酸，硝酸能循環(huán)利用，從而提高原料利用率，且減少污染物的排放，故答案為：將NOx轉(zhuǎn)化為硝酸，提高原料的利用率，減少污染物的排放；②調(diào)節(jié)溶液的pH使氫氧化鐵完全沉淀，銅離子不產(chǎn)生沉淀，當溶液的pH在1.9～3.2之間，鐵離子沉淀，而銅離子不產(chǎn)生沉淀，pH為4.7時銅離子產(chǎn)生沉淀，所以調(diào)節(jié)溶液的pH為3.2--4.7；加水會將溶液稀釋，不利于將濾液蒸發(fā)濃縮，故不用加水的方法調(diào)節(jié)溶液pH；③銅離子水解生成氫氧化銅和氫離子，水解方程式為Cu2+＋2H2OCu（OH）2＋2H+，加入稀硝酸能抑制硝酸銅溶解；（2）工業(yè)上常利用硝酸銅溶液電鍍銅，電鍍時，鍍層金屬做陽極，待鍍物質(zhì)做陰極，陰極的電極反應式是：Cu2++2e-=Cu；（３）a．在溶解度曲線上方的溶液為過飽和溶液，所以A點時的溶液為飽和溶液，故錯誤；b．根據(jù)圖象知，B點時兩種晶體在水溶液中都達到飽和，所以二者可以共存，故正確；c．結(jié)晶溫度較低，晶體以Cu（NO3）2·6H2O析出，故錯誤；d．若將C點時的溶液降溫至30°C以下，如果溶液為過飽和溶液，根據(jù)圖象知，可以析出Cu（NO3）2·6H2O晶體，故正確；答案選bd；（４）液態(tài)N2O4電離得到的兩種離子所含電子數(shù)相差18，則液態(tài)N2O4電離的方程式是；N2O4NO+＋NO3-；Cu與液態(tài)N2O4反應制得無水硝酸銅，根據(jù)質(zhì)量守恒和電子守恒可寫出反應的化學方程式為Cu+2N2O4=Cu（NO3）2+2NO↑。