题目内容

11．硫酸铜在生产、生活中应用广泛．某化工厂用含少量铁的废铜渣为原料生产胆矾的流程如图：

（1）写出浸出时铜与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜的化学方程式：3Cu+2HNO3+3H2SO4═3CuSO4+2NO↑+4H2O．
（2）取样检验是为了确认Fe3+是否除净，你的检验方法是取少量试样于试管中，向试样中滴加KSCN溶液，若溶液显血红色，则Fe3+未除净，否则 Fe3+除净．
（3）滤渣c是Fe（OH）3．
（4）气体a可以被循环利用，用化学方程式表示气体a被循环利用的原理为
2NO+O2═2NO2、3NO2+H2O═2HNO3+NO．
（5）一定温度下，硫酸铜受热分解生成CuO、SO2气体、SO3气体和O2气体，且n（SO3）：n（SO2）=1：2，写出硫酸铜受热分解的化学方程式：3CuSO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑．
（6）某同学设计了如图所示的实验装置分别测定生成的SO2、SO3气体的质量和O2气体的体积．此设计有不合理之处，请说明理由：混合气体通过饱和碳酸氢钠溶液，三氧化硫被吸收生成硫酸，和碳酸氢钠反应生成二氧化硫，没法确定三氧化硫的质量，去掉盛饱和亚硫酸氢钠的装置即可．

分析 废铜渣中铜和硝酸、硫酸反应方程式为3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O，废铜渣中铁也发生类似反应，调节pH目的是使铁离子生成氢氧化铁沉淀，故滤渣C为氢氧化铁，滤液中含硫酸铜；通过蒸发浓缩、冷却结晶析出硫酸铜晶体．
（1）由工艺流程图转化关系可知，由于硫酸的存在，酸过量，硝酸全起氧化剂作用，酸为稀溶液，生成硫酸铜、NO、水．
（2）用硫氰化钾检验铁离子的存在；
（3）由工艺流程图转化关系可知，滤渣的主要成分为氢氧化铁．
（4）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮；
（5）硫酸铜受热分解生成CuO、SO2气体、SO3气体和O2气体，反应物为CuSO4，生成物为CuO、SO2、SO3、O2，配平方程式即可；
（6）图2所示的实验装置分别测定生成的SO2气体、SO3气体的质量和O2气体的体积，SO3气体可溶解于浓硫酸中，采用98.3%的浓硫酸吸收SO3气体，SO2气体用碱液吸收，氧气用排水法测量，据此分析．

解答 解：（1）由于硫酸的存在，且酸过量，硝酸全起氧化剂作用，酸为稀溶液，生成硫酸铜、NO、水，反应方程式为3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O，
故答案为：3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O；
（2）用硫氰化钾检验铁离子的存在，铁离子遇硫氰化钾显红色，具体操作为：取试样少许放入试管中，滴加KSCN溶液，若溶液显红色，则Fe3+未除净，否则Fe3+除净，
故答案为：取少量试样于试管中，向试样中滴加KSCN溶液，若溶液显血红色，则Fe3+未除净，否则 Fe3+除净；
（3）由工艺流程图转化关系可知，浸出液中浆调节pH值后，铁离子转化为Fe（OH）3沉淀析出，滤渣c的主要成分为Fe（OH）3，
故答案为：Fe（OH）3；
（4）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO，
故答案为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（5）硫酸铜受热分解生成CuO、SO2气体、SO3气体和O2气体，反应物为CuSO4，生成物为CuO、SO2、SO3、O2，配平方程式得：3CuSO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑，
故答案为：3CuSO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑；
（6）图2所示的实验装置分别测定生成的SO2气体、SO3气体的质量和O2气体的体积，SO3气体可溶解于浓硫酸中，采用98.3%的浓硫酸吸收SO3气体，SO2气体用碱液吸收，氧气用排水法测量，混合气体通过饱和亚硫酸氢钠溶液，三氧化硫被吸收生成硫酸，和碳酸氢钠反应生成二氧化硫，没法确定三氧化硫的质量，故应先让混合气体通过浓硫酸的装置，三氧化硫被吸收，增重即为三氧化硫的质量，再通过氢氧化钠溶液吸收二氧化硫，增重即为二氧化硫的质量，最后用排水法测量氧气的体积．故答案为：混合气体通过饱和碳酸氢钠溶液，三氧化硫被吸收生成硫酸，和碳酸氢钠反应生成二氧化硫，没法确定三氧化硫的质量，去掉盛饱和亚硫酸氢钠的装置即可．

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，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．

练习册系列答案
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Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O
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（2）立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成，属于超硬材料．同数原子晶体的氮化硼（BN）比晶体硅具有更高硬度和耐热性的原因是N原子和B原子的半径比硅原子小，B-N键长比Si-Si短．
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3．现有常温下pH=2的盐酸甲和pH=2的醋酸溶液乙，请根据下列操作回答问题：
（1）常温下0.1mol/L的CH3COOH溶液加水稀释过程，下列表达式的数据一定增大的是BD．
A．c（H+） B．c（H+）/c（CH3COOH） C．c（H+）•c（OH-） D．c（OH-）/c（H+）
（2）取10mL的乙溶液，加入等体积的水，醋酸的电离平衡向右（填“向左”、“向右”或“不”）移动；另取10mL的乙溶液，加入少量无水醋酸钠固体（假设加入固体前后，溶液体积保持不变），待固体溶解后，溶液中c（H+）/c（CH3COOH）的比值将减小（填“增大”、“减小”或“无法确定”）．
（3）取等体积的甲、乙两溶液，分别用等浓度的NaOH稀溶液中和，则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为：V（甲）＜ V（乙）（ 填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）已知25℃时，两种酸的电离平衡常数如下：
化学式CH3COOHH2CO3HClO
电离平衡常数K11.8×10-54.3×10-73.0×10-8
K2--5.6×10-11--
下列四种离子结合H+能力最强的是B．
A．HCO3-         B．CO32-          C．ClO-          D．CH3COO-
（5）常温下，取甲溶液稀释100倍，其pH=4；取99mL甲溶液与1mL1mol/L的NaOH溶液混合（忽略溶液体积变化），恢复至常温时其pH=10．
20．下列说法正确的是（　　）
①126C与136C互为同位素  
②16O与O3 互为同素异形体
③与互为同分异构体
④与属于同系物
⑤与既不是同系物也不是同分异构体．
A．①⑤B．①④C．①③⑤D．①②④
1．72号元素所在周期和族是（　　）
A．第六周期ⅣB族B．第六周期ⅢB族C．第六周期0族D．第六周期ⅢA族

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