Question

（1）工业上以粗铜为原料采取如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）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．

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：电离平衡与溶液的pH专题,几种重要的金属及其化合物

分析：（1）①NO_x污染空气，NO_x可与氧气和水反应生成硝酸；
②根据实验目的可知，要让铁离子沉淀完全，铜离子不能形成沉淀，结合表格中的数据可判断PH范围，加水稀释会增大水的质量不利于后续滤液的蒸发结晶操作；
③加热促进铜离子的水解，用硝酸调节溶液的pH=1，增大氢离子浓度可以抑制铜离子的水解程度；
（2）用硝酸铜溶液作电镀液电镀铜时，阴极放电的离子为铜离子；
（3）分析曲线，处于曲线上的点为饱和溶液状态，根据不同温度所得晶体不同分析．

解答： 解：（1）①NO_x可与氧气和水反应生成硝酸，提高了硝酸的利用率，NO_x是一类污染性的物质，与氧气和水反应后减少了污染物的排放，保护了环境，
故答案为：提高原料的利用率，减少污染物的排放；
②根据实验目的可知，要让Fe³⁺沉淀完全，Cu²⁺不能形成沉淀，氢氧化铁沉淀完全的PH为3.2，氢氧化铜开始沉淀时的pH为4.7，要让Fe³⁺沉淀完全，Cu²⁺不形成沉淀，溶液的PH应保持在3.2～4.7之间的范围；加水会使得溶液中溶剂的质量增加，将增大滤液蒸发结晶操作的难度，
故答案为：3.2～4.7；加水会将溶液稀释，不利于将滤液蒸发浓缩；
③进行蒸发浓缩时，温度较高，促进了铜离子的水解，Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，用硝酸调节溶液的pH=1，增大氢离子浓度可以水解平衡逆向移动，抑制铜离子的水解，
故答案为：由于Cu²⁺发生水解：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，加入硝酸可以抑制硝酸铜的水解；
（2）用硝酸铜溶液作电镀液电镀铜时，电镀液中的铜离子在阴极放电，阴极发生还原反应Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）a、在一定温度下，某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂中的溶解度溶解度，可知图中曲线所有的点均为对应温度下的饱和溶液，故a错误；
b、B点表明在30℃时两种晶体的溶解度相等，B点为生成晶体的转折点，两种晶体可以共存，故b正确；
c．上述流程是在低温下进行的．最终得到的晶体是Cu（NO₃）₂?6H₂O，故c错误；
d．由图象可以看出，溶液降温至30℃以下，可以析出Cu（NO₃）₂?6H₂O晶体，故d正确，
故答案为：bd．

点评：本题考查铜以及化合物的性质，题目难度中等，本题注意盐类水解平衡的影响因素，做题时注意把握题给信息，注重知识迁移能力的培养．