Question

9．某工業(yè)含銅廢料含有Cu、CuO、CuS、CuSO₄等成分，利用該含銅廢料可生產(chǎn)硝酸銅晶體[Cu（NO₃）₂•3H₂O]，其生產(chǎn)工藝流程如圖所示：

回答下列問題：
（1）“焙燒”過程中生成SO₂的化學(xué)方程式為2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2SO₂+2CuO．
（2）“酸化”過程的離子方程式為CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O．
（3）試劑a可以是鐵粉．
（4）“淘洗”的目的是除去過量的鐵粉，圖中的淘洗液與濾液溶質(zhì)的陰離子相同，則試劑b是稀硫酸，淘洗液的溶質(zhì)是H₂SO₄和FeSO₄．
（5）“反應(yīng)”中使用20%硝酸和10% H₂O₂溶液，硝酸起酸的作用，則“反應(yīng)”的化學(xué)方程式為Cu+H₂O₂+2HNO₃═Cu（NO₃）₂+2H₂O．若該步驟只使用20%硝酸，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度升高，出現(xiàn)大量紅棕色氣體，則生成紅棕色氣體時(shí)反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1：2．
（6）“一系列操作”是指化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，這些操作需要用到的玻璃儀器有酒精燈、玻璃棒、燒杯、漏斗．

Answer 1

分析 銅廢料含有Cu、CuO、CuS、CuSO₄等成分，通入空氣焙燒：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO、2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2SO₂+2CuO，廢氣為二氧化硫，再加入硫酸酸化浸取，得到硫酸銅溶液，向浸取液中加入鐵粉，發(fā)生的離子反應(yīng)為Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，然后過濾得到的固體Cu，用稀硫酸淘洗銅除去過量的鐵粉，然后加入20%硝酸和10% H₂O₂溶液，發(fā)生反應(yīng)：Cu+H₂O₂+2HNO₃═Cu（ NO₃）₂+2H₂O，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到Cu（NO₃）₂•3H₂O，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）“焙燒”過程中生成SO₂的化學(xué)方程式為2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2SO₂+2CuO；
故答案為：2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2SO₂+2CuO；
（2）酸化過程為經(jīng)過焙燒得到的氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成銅離子，離子方程式為：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O；
故答案為：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O；
（3）試劑a將銅離子從溶液中置換出，可選用鐵粉；
故答案為：鐵粉；
（4）為了除去過量的鐵粉，淘洗液與濾液溶質(zhì)的陰離子相同，則試劑b選用稀硫酸，鐵粉與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵離子，則淘洗液的溶質(zhì)為H₂SO₄和FeSO₄；
故答案為：除去過量的鐵粉；稀硫酸；H₂SO₄和FeSO₄；
（5）使用20%硝酸和10% H₂O₂溶液，硝酸起酸的作用，離子方程式為：Cu+H₂O₂+2HNO₃═Cu（ NO₃）₂+2H₂O；若該步驟只使用20%硝酸，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度升高，出現(xiàn)大量紅棕色氣體，則此時(shí)反應(yīng)為硝酸與過氧化氫反應(yīng)：2HNO₃+H₂O₂=2NO₂↑+2H₂O，還原劑為過氧化氫，氧化劑為硝酸，則還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為 1：2；
故答案為：Cu+H₂O₂+2HNO₃═Cu（ NO₃）₂+2H₂O； 1：2；
（6）將硝酸銅溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到Cu（NO₃）₂•3H₂O，需要的玻璃儀器有：酒精燈、玻璃棒、燒杯、漏斗；
故答案為：酒精燈、玻璃棒、燒杯、漏斗．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)及混合物的分離和提純，為高頻考點(diǎn)，把握流程圖中每一步發(fā)生的反應(yīng)及操作方法是解本題關(guān)鍵，注意結(jié)合題給信息解答，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度中等．