Question

9．某工厂的固体废渣中主要含Cu和CuO，还含有少量Cu₂O和SiO₂等．利用该固体废渣制取Cu （NO₃）₂的部分工艺流程如图所示：

（1）Cu₂O与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O．
（2）酸溶时，反应温度不宜超过70℃，其主要原因是防止温度过高HNO₃分解（或者挥发），若保持反应温度为70℃，欲加快反应速率可采取的措施为搅拌、将固体废渣粉碎、适当提高硝酸的浓度（写出一种即可）．
（3）过滤后所得废渣的主要成分的化学式为SiO₂．
（4）Cu（NO₃）₂晶体受热易分解成CuO，同时产生NO₂和O₂，该反应的化学方程式为2Cu（NO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO₂↑+O₂↑，由Cu（NO₃）₂溶液制Cu（NO₃）₂晶体的操作方法是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温烘干．

Answer 1

分析 固体废渣中主要含Cu和CuO，还含有少量Cu₂O和SiO₂等，加入稀硝酸酸溶发生氧化还原反应生成NO，铜和氧化亚铜被氧化得到硝酸铜，氧化铜溶解得到硝铜，二氧化硅和稀硝酸不发生反应，加入氢氧化铜中和酸过滤得到滤渣主要是二氧化硅，滤液主要是硝酸铜溶液，
（1）Cu₂O与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水；
（2）硝酸加热会发生分解，加快反应速率可以增大浓度、增大接触面积，搅拌等措施；
（3）分析可知过滤后所得废渣的主要成分为二氧化硅；
（4）Cu（NO₃）₂晶体受热易分解成CuO，同时产生NO₂和O₂，依据氧化还原反应电子守恒，原子守恒配平书写化学方程式，溶液中得到溶质固体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、低温烘干，防止温度过高硝酸铜分解．

解答 解：固体废渣中主要含Cu和CuO，还含有少量Cu₂O和SiO₂等，加入稀硝酸酸溶发生氧化还原反应生成NO，铜和氧化亚铜被氧化得到硝酸铜，氧化铜溶解得到硝铜，二氧化硅和稀硝酸不发生反应，加入氢氧化铜中和酸过滤得到滤渣主要是二氧化硅，滤液主要是硝酸铜溶液，
（1）Cu₂O与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为：3Cu₂O+14 H ⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+2 NO↑+7 H₂O，
故答案为：3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O；
（2）硝酸加热会发生分解，酸溶时，反应温度不宜超过70℃，其主要原因是防止温度过高HNO₃分解（或者挥发），若保持反应温度为70℃，欲加快反应速率可采取的措施为，加快反应速率可以增大浓度、增大接触面积，搅拌等措施，
故答案为：防止温度过高HNO₃分解（或者挥发）；搅拌、将固体废渣粉碎、适当提高硝酸的浓度；
（3）分析可知过滤后所得废渣的主要成分为二氧化硅，化学式为：SiO₂，
故答案为：SiO₂；
（4）Cu（NO₃）₂晶体受热易分解成CuO，同时产生NO₂和O₂，依据氧化还原反应电子守恒，原子守恒配平书写化学方程式，溶液中得到溶质固体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、低温烘干，防止温度过高硝酸铜分解；
故答案为：2 Cu（NO₃）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2 CuO+4NO₂↑+O₂；冷却结晶；低温烘干．

点评 本题考查了物质分离提纯的实验过程、物质性质的理解应用，主要是氧化还原反应、化学反应速率、溶质析出步骤等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度中等．