题目内容
【题目】某工业含铜废料含有 Cu、CuO、CuS、CuSO4 等成分，利用该含铜废料可生产硝酸铜晶体[Cu(NO3)2·3H2O]，生产的工艺流程如图所示，请回答下列问题：
（1）“焙烧”过程中生成的废气中有害气体的成分是______________。
（2）“酸化”过程为加快反应速率，可采用的措施有___________________________(写出一条即可)。
（3）若试剂 a 可以是____________，试剂b的作用是______________________________________。
（4）“反应”一步中使用 20% HNO3 和 10% H2O2，整个过程无红棕色气体产生，则发生反应的离子方程式为______________________________________；若该步骤只使用 20% HNO3，随着反应的进行，温度升高，出现大量红棕色气体，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为_______________。
（5）“系列操作”中应包含____________、______________、过滤、洗涤、干燥。
【答案】SO2 升高温度、适当增大硫酸的浓度、将“焙烧”后的固体粉碎 Zn或Fe（合理则可） 除去过量的Zn 或Fe（需与上一空对应） Cu+H2O2+2H+═ Cu2++2H2O 1:2 蒸发浓缩 冷却结晶
【解析】
铜废料含有Cu、CuO、CuS、CuSO4等成分，通入空气焙烧：2Cu+O2
2CuO、2CuS+3O22SO2+2CuO，废气为二氧化硫，再加入硫酸酸化浸取，得到硫酸铜溶液，向浸取液中加入铁粉，发生的离子反应为Cu2＋+Fe=Fe2＋+Cu，然后过滤得到的固体Cu，用稀硫酸淘洗铜除去过量的铁粉，然后加入20%硝酸和10% H2O2溶液，发生反应：Cu+H2O2+2HNO3═Cu（ NO3）2+2H2O，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到Cu（NO3）2·3H2O。
（1）焙烧：2Cu+O22CuO、2CuS+3O22SO2+2CuO，废气为二氧化硫，故答案为：SO2。
（2）“酸化”过程为加快反应速率，可采用的措施有升高温度、适当增大硫酸的浓度、将“焙烧”后的固体粉碎。
（3）试剂a将铜离子从溶液中置换出，可选用 Zn或Fe（合理则可）；
故答案为： Zn或Fe（合理则可）；
为了除去过量的铁粉，淘洗液与滤液溶质的阴离子相同，则试剂b选用稀硫酸，
试剂b的作用是除去过量的Zn 或Fe（需与上一空对应）。
（4）使用20%硝酸和10% H2O2溶液，硝酸起酸的作用，离子方程式为：Cu+H2O2+2HNO3═Cu（ NO3）2+2H2O；若该步骤只使用20%硝酸，随着反应的进行，温度升高，出现大量红棕色气体，则此时反应为硝酸与过氧化氢反应：2HNO3+H2O2=2NO2↑+2H2O，还原剂为过氧化氢，氧化剂为硝酸，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为 1：2；
故答案为：Cu+H2O2+2H+═ Cu2++2H2O； 1：2；
（5）将硝酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到Cu（NO3）2·3H2O
故答案为： 蒸发浓缩 冷却结晶
【题目】铜矾(主要成分 CuSO4·5H2O)是一种可用于食品添加的铜强化剂。现以某硫铁矿渣(含有 CuSO4、CuSO3、Cu2O及少量难溶于酸的Cu2S、CuS)制备铜矾的工艺过程如下：
(1)“1%硫酸酸浸”时，固液质量比为1:3并进行4～6次浸取，其目的是_________；
(2)“滤饼”中含有Cu，其中Cu在“反应1”中溶解的离子方程式为________；“废渣1”中只含有S单质，则“反应1”中Cu2S与Fe2(SO4)3反应的物质的量之比为_______。
(3)“反应2”中通入空气的目的是_______；结合离子方程式，说明“反应3”加入石灰石的作用________。
(4)为了提高硫铁矿渣的利用率和产品的产率，在“浓缩”前进行的必要操作是_____；分析下列溶解度信息，最适宜的结晶方式为_________。
t/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 80 |
CuSO4·5H2O/(g/100g H2O) | 23.1 | 27.5 | 32.0 | 37.8 | 44.6 | 61.8 | 83.8 |
(5)将铜矾、生石灰、水按质量比依次为1.0:0.56:100混合配制无机铜杀菌剂波尔多液，其有效成分为CuSO4·xCu(OH)2·yCa(OH)2。当x=1时，试确定y的值为____。
