题目内容

【题目】硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料；以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾（CuSO45H2O）和副产物石膏（CaSO42H2O）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）见表。

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）红棕色滤渣的主要成分是___；

（2）写出浸出过程中生成硫酸铜的离子方程式___；

（3）操作I包括蒸发浓缩、__等操作，温度应该控制在__℃左右；

（4）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作Ⅱ应为__、___、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__；干燥时采用晾干，不用加热烘干的原因是___。

（5）取样检验是为了确认Fe3+是否除净。有同学设计了以下两种方案，在实验室分别对所取样品按下列方案进行操作：

方案一：取样于试管→滴加KSCN溶液； 方案二：纸层析→喷KSCN溶液；

①你认为上述两种方案设计更合理的是__；

②指出你认为不合理方案存在的问题是__。

【答案】Fe（OH）3 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 趁热过滤 100 冷却结晶 过滤 减少因晶体溶解而造成的损失 避免加热过程中晶体受热分解 方案二 Cu2+的蓝色对检验有干扰

【解析】

由题中流程和表中数据可知：含铁废铜经酸浸后加石灰浆调节pH，使溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀；过滤除去氢氧化铁，滤液经蒸发浓缩、趁热过滤，分离出石膏；分离出石膏后的滤液经冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。

（1）由工艺流程图转化关系可知，浸出液中加入石灰浆调节pH值，铁离子转化为Fe（OH）3沉淀析出，红褐色滤渣的主要成分为Fe(OH)3。

（2）浸出过程中硝酸起氧化剂作用，硫酸表现酸性，铜与混合酸反应生成硫酸铜、NO、水，反应离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

（3）操作I是得到副产物石膏，由表中溶解度关系可知，胆矾溶解度随温度升高增大，而石膏的溶解度随温度升高降低，所以应在较高温度趁热过滤，温度应该控制在100℃，制备的胆矾相对较纯；

（4）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作是：将热溶液冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，胆矾易溶于水，晶体用无水乙醇作洗涤液而不用蒸馏水是为了减少晶体溶解而造成损失；不用加热烘干避免晶体分解；

（5）①方案一：取样于试管→滴加KSCN溶液，由于溶液中含有蓝色的铜离子会对现象干扰，不能检验铁离子的存在；方案二：纸层析→喷KSCN溶液，纸上层析是利用混合物中各组分在固定相和流动相中的溶解度不同而达到分离目的，不但可以分辨出铁离子还能辨别出含有铜离子，方案二更合理；

②方案一存在的问题是：由于溶液中含有蓝色的铜离子会对现象干扰，不能检验铁离子的存在。

练习册系列答案
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b.要实现反应②一定要与还原剂作用

c.在一定条件下木炭与浓硝酸能实现 反应①转化

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b.CO2属于酸性氧化物，可以与碱反应生成碳酸盐

c.NaHCO3属于弱酸的酸式盐，既能与硫酸反应又能与NaOH反应

d.金刚石和石墨互为同素异形体，其物理性质和化学性质均相同

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①两组反应开始时，装置___________(填“甲”或“乙”)中的气球体积先变大，该装置中反应的离子方程式是______________________。

②当试管中不再有气体生成时，两组实验出现不同现象。

试剂用量

实验现象

分析原因

第A组

0.84gNaHCO3

1.06gNa2CO3

6ml 4mol·L-1盐酸

甲中气球与乙中气球的

体积相等

甲、乙盐酸均过量

n(NaHCO3)= n(Na2CO3)

V(CO2)甲=V(CO2)乙

第B组

1.2gNaHCO3

1.2gNa2CO3

6ml 2mol·L-1盐酸

甲中气球比乙中气球的体积大

片刻后，乙中气球又缩小，甲中气球的体积基本不变

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