题目内容

9.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;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(℃)20406080100
石膏0.320.260.150.110.07
胆矾3244.661.883.8114
请回答下列问题:
(1)红褐色滤渣的主要成分是Fe(OH)3;
(2)含铁的废铜和稀硫酸反应的化学方程式Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
(3)操作I最后温度应该控制在100℃左右;
(4)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;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造成的损失.

分析 (1)由工艺流程图转化关系可知,红褐色滤渣的主要成分为氢氧化铁;
(2)铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气;
(3)将加热温度控制在100℃以内,采取水浴加热,受热均匀;
(4)从溶液中分离出硫酸铜晶体应为将热溶液冷却结晶、过滤、洗涤、干燥.结合物质的溶解性来分析.

解答 解:(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.故答案为:Fe(OH)3;
(2)铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气;故填:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
(3)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,所以应控制在较高的温度,温度应该控制在100℃,制备的胆矾相对较纯.故答案为:100;
(4)从溶液中分离出硫酸铜晶体应为将热溶液冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;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损失;故填:冷却结晶;减少因晶体溶解造成的损失.

点评 本题考查学生对工艺流程的理解、阅读题目获取信息能力、物质分离提纯等基本操作等,难度中等,要求学生要有扎实的实验基础知识和灵活应用信息、基础知识解决问题的能力.

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