Question

9．如图为用含少量铁的废铜渣为原料生产胆矾的流程：

金属离子沉淀的pH

离子种类	开始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe3+	1.9	3.2
Cu2+	4.7	6.7

（1）写出浸出时铜与稀硝酸反应的离子方程式3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
（2）在浸出时加入稀硫酸的作用提供酸性环境，使NO₃^-氧化铜
（3）试剂b为CuO或Cu（OH）₂；滤渣c为Fe（OH）₃．
（4）取样检验是为了证明没有Fe³⁺存在，其方法是向试样中滴加KSCN溶液，无明显现象．
（5）从滤液中得到胆矾的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
（6）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．
（7）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↑．

Answer 1

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，为不引入新杂质，故试剂b用CuO或Cu（OH）₂，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）铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和NO气体；
（2）硝酸根离子在酸性条件下由有氧化性，稀硫酸的作用是提供酸性作用，使NO₃^-氧化铜；
（3）调节pH目的是使铁离子生成氢氧化铁沉淀，为不引入新杂质，故试剂b用CuO或Cu（OH）₂，滤渣C为氢氧化铁；
（4）用KSCN溶液检验铁离子是否存在；
（5）通过蒸发浓缩、冷却结晶析出硫酸铜晶体；
（6）气体a为NO，NO与水反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸；
（7）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，根据质量守恒可写．

解答 解：（1）铜与稀硝酸反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）硝酸根离子在酸性条件下由有氧化性，稀硫酸的作用是提供酸性作用，使NO₃^-氧化铜，故答案为：提供酸性环境，使NO₃^-氧化铜；
（3）调节pH目的是使铁离子生成氢氧化铁沉淀，为不引入新杂质，故试剂b用CuO或Cu（OH）₂，滤渣C为氢氧化铁；
故答案为：CuO或Cu（OH）₂；Fe（OH）₃；
（4）向试样中滴加KSCN溶液，无明显现象，说明溶液中不含铁离子；
故答案为：向试样中滴加KSCN溶液，无明显现象；
（5）硫酸铜滤液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤硫酸铜晶体；
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；
（6）气体 a 为NO气体，可以被循环利用，原理为2NO+O₂=2NO₂、3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，故答案为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（7）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，化学方程式为3CuSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuO+SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑，
故答案为：3CuSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuO+SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑．

点评 本题考查学生对工艺流程的理解、氮元素的有关氧化物的转化、离子检验、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．