Question

【题目】硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料，易溶于水而不易溶于酒精；铜离子完全沉淀的pH是5左右，铁离子完全沉淀的pH是2左右。以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾（CuSO4·5H2O）和副产物石膏（CaSO4·2H2O）的生产流程示意图：

胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（g/100g水）如表。

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

请回答下列问题：

（1）红褐色滤渣的主要成分是____________；

（2）铜和稀硝酸反应的化学方程式3Cu+8HNO3=_____________+2NO↑+4H2O；

（3）石灰浆调pH大约要调节到___________

A. 2 B. 5 C. 7 D. 10

（4）操作I最后温度应该控制在___________℃左右；

（5）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作Ⅱ应为蒸发浓缩、_______、过滤、洗涤、干燥；晶体用无水乙醇作洗涤液而不用蒸馏水的原因是__________________________。

Answer 1

【答案】 Fe(OH)3 Cu(NO3)2 A 100 冷却结晶 减少因晶体溶解而造成的损失

【解析】根据所学知识和题中信息知，硫酸铜易溶于水而不易溶于酒精；铜离子完全沉淀的pH是5左右，铁离子完全沉淀的pH是2左右。（1）红褐色滤渣的主要成分是Fe(OH)3，亚铁离子与石灰浆反应生成氢氧化亚铁，在空气中进一步氧化为氢氧化铁，氢氧化铁呈红褐色。（2）根据质量守恒定律知，铜和稀硝酸反应的化学方程式3Cu+8HNO3= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；（3）石灰浆调pH大约要调节到2，铁离子完全沉淀的pH是2左右。（4）操作I最后温度应该控制在100℃左右，此时石膏溶解度最小；5）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作Ⅱ应为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，硫酸铜晶体溶解度受温度影响较大；晶体用无水乙醇作洗涤液而不用蒸馏水的原因是减少因晶体溶解而造成的损失。

点睛∶硫酸铜易溶于水而不易溶于酒精；铜离子完全沉淀的pH是5左右，铁离子完全沉淀的pH是2左右。亚铁离子与石灰浆反应生成氢氧化亚铁，在空气中进一步氧化为氢氧化铁，氢氧化铁呈红褐色。