题目内容

11．工业上由含铜废料（含有Cu、CuS、CuSO4等）制备硝酸铜晶体的流程如下：

（1）“焙烧”在6000C时进行，写出CuS转化为CuO和SO2的化学方程式：2CuS+3O2$\frac{\underline{\;600℃\;}}{\;}$2CuO+2SO2．
（2）“过滤”所得滤液中溶质的主要成分为FeSO4（填化学式）．
（3）“淘洗”所用的溶液A可以是a．（填序号）
a．稀硫酸    b．浓硫酸     c．稀硝酸     d．浓硝酸
（4）“反应”一步所用的试剂是20%HNO3和10%H2O2，反应过程中无红棕色气体生成．
①理论上消耗HNO3和H2O2的物质的量之比为2：1．
②若不加10%H2O2，只用20%HNO3，随着反应的进行，
温度上升，出现大量红棕色气体，该反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O．
（5）从“反应”所得溶液中析出Cu（NO3）2•3H2O的方法是蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4°C结晶．

分析 工业上由含铜废料（含有Cu、CuS、CuSO4等）制备硝酸铜晶体，废料通入空气焙烧后铜生成氧化铜，硫化铜转化为CuO和SO2，加入硫酸酸化生成硫酸铜，加入过量的铁发生置换反应生成铜，过滤得到滤渣铁和铜，用冷水淘洗后加入20%的HNO3和0%的H2O2发生反应，蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4°C结晶，从“反应”所得溶液中析出Cu（NO3）2•3H2O，
（1）CuS焙烧和氧气反应转化为CuO和SO2；
（2）分析可知过滤得到滤液主要为硫酸亚铁溶液；
（3）淘洗加入酸不能具有强氧化性；
（4）①“反应”一步所用的试剂是20%HNO3和10%H2O2，硝酸做酸，过氧化氢做氧化剂氧化铜生成硝酸铜；
②若不加10%H2O出二氧化氮2，只用20%HNO3，铜和浓硝酸反应生成二氧化氮气体；
（5）图象中结晶水合物的溶解度随温度变化曲线可知，温度高于26.4°C从“反应”所得溶液中析出Cu（NO3）2•3H2O；

解答 解：工业上由含铜废料（含有Cu、CuS、CuSO4等）制备硝酸铜晶体，废料通入空气焙烧后铜生成氧化铜，硫化铜转化为CuO和SO2，加入硫酸酸化生成硫酸铜，加入过量的铁发生置换反应生成铜，过滤得到滤渣铁和铜，用冷水淘洗后加入20%的HNO3和0%的H2O2发生反应，蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4°C结晶，从“反应”所得溶液中析出Cu（NO3）2•3H2O，
（1）CuS焙烧和氧气反应转化为CuO和SO2，反应的化学方程式为：2CuS+3O2$\frac{\underline{\;600℃\;}}{\;}$2CuO+2SO2，故答案为：2CuS+3O2$\frac{\underline{\;600℃\;}}{\;}$2CuO+2SO2；
（2）分析可知过滤得到滤液主要为硫酸亚铁溶液，“过滤”所得滤液中溶质的主要成分为FeSO4，故答案为：FeSO4；
（3）淘洗加入酸不能具有强氧化性，否则会溶解铜，
a．稀硫酸，不能和铜反应，故a选；
b．浓硫酸和铜常温下不反应，但遇到水溶解放出大量热，会和铜发生反应，故b不选；
c．稀硝酸具有氧化性能氧化铜，故c不选；
d．浓硝酸能溶解铜，故d不选；
故答案为：a；
（4）①“反应”一步所用的试剂是20%HNO3和10%H2O2，硝酸做酸，过氧化氢做氧化剂氧化铜生成硝酸铜反应的化学方程式为：Cu+H2O2+2HNO3=Cu（NO3）2+2H2O，理论上消耗HNO3和H2O2的物质的量之比为2：1，故答案为：2：1；
②若不加10%H2O出二氧化氮2，只用20%HNO3，铜和浓硝酸反应生成二氧化氮气体，反应的离子方程式为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O，
故答案为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；
（5）图象中结晶水合物的溶解度随温度变化曲线可知，温度高于26.4°C从“反应”所得溶液中析出Cu（NO3）2•3H2O，从“反应”所得溶液中析出Cu（NO3）2•3H2O的方法是：蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4°C结晶，
故答案为；蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4°C结晶．

点评 本题考查了物质性质、物质提纯、物质分离的实验过程分析判断，注意实验基本操作的应用和试剂的作用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．一定条件下，在体积为3L的密闭容器中反应CO（g）+2H2（g）??CH3OH（g）达到化学平衡状态．

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a．CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
b．混合气体的密度不再改变
c．混合气体的平均相对分子质量不再改变
d．v生成（CH3OH）=v消耗（CO）
（2）300℃时，将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是c、d（填字母）．
a．c（H2）减少                      b．正反应速率加快，逆反应速率减慢
c．CH3OH 的物质的量增加         d．重新平衡时c（H2）/c（CH3OH）减小
（3）根据题目有关信息，请在下面坐标图1，2中标示出该化学反应过程的能量变化（标明信息）．
19．在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存．
（1）常温下，将0.2mol/L的某一元酸HA溶液和0.1mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液pH大于7，若混合液体积等于两溶液体积之和，则混合液中下列关系正确的是D
A．c（HA）＜c（A-）               B．c（HA）一定大于0.1mol/L
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16．将10mL 5mol/L 的HCl溶液稀释到200mL，从中取出5mL，此5mL溶液中溶质的物质的量浓度为（　　）
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请根据上面流程，回答以下问题：
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③若滴定用掉c mol/L KMnO4溶液bmL，则样品中铁元素的质量分数是$\frac{2.8bc}{a}$．

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