Question

【题目】（1）工业上以粗铜为原料采取如下图所示流程制备硝酸铜晶体：

①在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是___________________________。

②在保温去铁的过程中，为使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，根据下表数据，溶液的pH应保持在____________范围。

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+ Cu2+	1.9 4.7	3.2 6.7

不用加水的方法调节溶液pH的原因是_______________________________________。

③进行蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH=1，其目的是（结合离子方程式说明）

_________________________________________________________________________。

（2）工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜，电镀时阴极的电极反应式是______________________。

（3）下图是某小组同学查阅资料所绘出的硝酸铜晶体[ Cu（NO3）2·nH2O ]的溶解度曲线（温度在30℃前后对应不同的晶体），下列说法正确的是__________（填字母）。

a．A点时的溶液为不饱和溶液

b．B点时两种晶体可以共存

c．按上述流程最终得到的晶体是Cu（NO3）2·3H2O

d．若将C点时的溶液降温至30℃以下，可以析出Cu（NO3）2·6H2O晶体

（4）某些共价化合物（如H2O、NH3、N2O4等）在液态时有微弱的导电性，主要是因为发生了电离，如：2NH3NH+NH，由此制备无水硝酸铜的方法之一是用Cu与液态N2O4反应。液态N2O4电离得到的两种离子所含电子数相差18，则液态N2O4电离的方程式是______________________________________；Cu与液态N2O4反应制得无水硝酸铜的化学方程式是______________________________________。

Answer 1

【答案】 提高原料的利用率，减少污染物的排放 3.2~4.7 加水会将溶液稀释，不利于将滤液蒸发浓缩 由于Cu2+发生水解：Cu2+＋2H2OCu（OH）2＋2H+，加入硝酸可以抑制硝酸铜的水解 Cu2+＋2e-＝Cu b d N2O4NO+＋NO Cu＋2N2O4＝Cu（NO3）2＋2NO↑

【解析】（1）①氮氧化物与水和氧气发生氧化还原反应最终生成硝酸；②Fe3+易水解，为利用溶液的蒸发浓缩，应尽量用浓溶液；③从影响盐类水解平衡移动的角度分析；（2）电镀时，镀层金属做阳极，待镀物质做阴极；（４）依据2NH3NH4++NH2-，类推结合题干信息写出电离方程式；从质量守恒的角度书写反应的化学方程式。

（1）粗铜中加入稀硝酸，Fe、Cu和稀硝酸反应生成Fe（NO3）3、Cu（NO3）2，同时生成氮氧化物，氮氧化物和水反应生成硝酸，能循环利用，调节溶液的pH，将Fe（NO3）3转化为Fe（OH）3沉淀，然后过滤得到滤渣，滤液为Cu（NO3）2溶液，向滤液中加入稀硝酸并调节溶液的pH，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到硝酸铜晶体，①氮氧化物有毒，且NO不和水反应，通入氧气和水，氮氧化物和氧气、水反应生成硝酸，硝酸能循环利用，从而提高原料利用率，且减少污染物的排放，故答案为：将NOx转化为硝酸，提高原料的利用率，减少污染物的排放；②调节溶液的pH使氢氧化铁完全沉淀，铜离子不产生沉淀，当溶液的pH在1.9～3.2之间，铁离子沉淀，而铜离子不产生沉淀，pH为4.7时铜离子产生沉淀，所以调节溶液的pH为3.2--4.7；加水会将溶液稀释，不利于将滤液蒸发浓缩，故不用加水的方法调节溶液pH；③铜离子水解生成氢氧化铜和氢离子，水解方程式为Cu2+＋2H2OCu（OH）2＋2H+，加入稀硝酸能抑制硝酸铜溶解；（2）工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜，电镀时，镀层金属做阳极，待镀物质做阴极，阴极的电极反应式是：Cu2++2e-=Cu；（３）a．在溶解度曲线上方的溶液为过饱和溶液，所以A点时的溶液为饱和溶液，故错误；b．根据图象知，B点时两种晶体在水溶液中都达到饱和，所以二者可以共存，故正确；c．结晶温度较低，晶体以Cu（NO3）2·6H2O析出，故错误；d．若将C点时的溶液降温至30°C以下，如果溶液为过饱和溶液，根据图象知，可以析出Cu（NO3）2·6H2O晶体，故正确；答案选bd；（４）液态N2O4电离得到的两种离子所含电子数相差18，则液态N2O4电离的方程式是；N2O4NO+＋NO3-；Cu与液态N2O4反应制得无水硝酸铜，根据质量守恒和电子守恒可写出反应的化学方程式为Cu+2N2O4=Cu（NO3）2+2NO↑。