Question

9．某工廠的固體廢渣中主要含Cu和CuO，還含有少量Cu₂O和SiO₂等．利用該固體廢渣制取Cu （NO₃）₂的部分工藝流程如圖所示：

（1）Cu₂O與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O．
（2）酸溶時，反應(yīng)溫度不宜超過70℃，其主要原因是防止溫度過高HNO₃分解（或者揮發(fā)），若保持反應(yīng)溫度為70℃，欲加快反應(yīng)速率可采取的措施為攪拌、將固體廢渣粉碎、適當(dāng)提高硝酸的濃度（寫出一種即可）．
（3）過濾后所得廢渣的主要成分的化學(xué)式為SiO₂．
（4）Cu（NO₃）₂晶體受熱易分解成CuO，同時產(chǎn)生NO₂和O₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu（NO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO₂↑+O₂↑，由Cu（NO₃）₂溶液制Cu（NO₃）₂晶體的操作方法是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、冰水洗滌、低溫烘干．

Answer 1

分析 固體廢渣中主要含Cu和CuO，還含有少量Cu₂O和SiO₂等，加入稀硝酸酸溶發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NO，銅和氧化亞銅被氧化得到硝酸銅，氧化銅溶解得到硝銅，二氧化硅和稀硝酸不發(fā)生反應(yīng)，加入氫氧化銅中和酸過濾得到濾渣主要是二氧化硅，濾液主要是硝酸銅溶液，
（1）Cu₂O與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水；
（2）硝酸加熱會發(fā)生分解，加快反應(yīng)速率可以增大濃度、增大接觸面積，攪拌等措施；
（3）分析可知過濾后所得廢渣的主要成分為二氧化硅；
（4）Cu（NO₃）₂晶體受熱易分解成CuO，同時產(chǎn)生NO₂和O₂，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒，原子守恒配平書寫化學(xué)方程式，溶液中得到溶質(zhì)固體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、低溫烘干，防止溫度過高硝酸銅分解．

解答 解：固體廢渣中主要含Cu和CuO，還含有少量Cu₂O和SiO₂等，加入稀硝酸酸溶發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NO，銅和氧化亞銅被氧化得到硝酸銅，氧化銅溶解得到硝銅，二氧化硅和稀硝酸不發(fā)生反應(yīng)，加入氫氧化銅中和酸過濾得到濾渣主要是二氧化硅，濾液主要是硝酸銅溶液，
（1）Cu₂O與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，反應(yīng)的離子方程式為：3Cu₂O+14 H ⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+2 NO↑+7 H₂O，
故答案為：3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O；
（2）硝酸加熱會發(fā)生分解，酸溶時，反應(yīng)溫度不宜超過70℃，其主要原因是防止溫度過高HNO₃分解（或者揮發(fā)），若保持反應(yīng)溫度為70℃，欲加快反應(yīng)速率可采取的措施為，加快反應(yīng)速率可以增大濃度、增大接觸面積，攪拌等措施，
故答案為：防止溫度過高HNO₃分解（或者揮發(fā)）；攪拌、將固體廢渣粉碎、適當(dāng)提高硝酸的濃度；
（3）分析可知過濾后所得廢渣的主要成分為二氧化硅，化學(xué)式為：SiO₂，
故答案為：SiO₂；
（4）Cu（NO₃）₂晶體受熱易分解成CuO，同時產(chǎn)生NO₂和O₂，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒，原子守恒配平書寫化學(xué)方程式，溶液中得到溶質(zhì)固體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、低溫烘干，防止溫度過高硝酸銅分解；
故答案為：2 Cu（NO₃）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2 CuO+4NO₂↑+O₂；冷卻結(jié)晶；低溫烘干．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)分離提純的實(shí)驗(yàn)過程、物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，主要是氧化還原反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)速率、溶質(zhì)析出步驟等知識點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．