Question

11．硝酸銅晶體[Cu（NO₃）₂•3H₂O]可用于制造高純度氧化銅等，工業(yè)上可用廢銅的燒渣浸取液（含硫酸銅、硫酸鋅、硫酸亞鐵等）生產(chǎn)硝酸銅晶體，其生產(chǎn)過程如下：

（1）置換過濾后濾液的主要成分是ZnSO₄、FeSO₄；焙燒的目的是減少硝酸的用量或氮氧化物的污染．
（2）焙燒產(chǎn)物之一FeO在酸溶過程中產(chǎn)生NO，離子方程式是3FeO+10H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+5H₂O．
（3）調(diào)pH過濾過程中，為保證充分氧化，先加物質(zhì)Y為C；再加物質(zhì)Z為B．
A．精制鐵粉    B．精制氧化銅    C．雙氧水    D．氯水    E．碳酸鈉
（4）硝酸銅晶體熱分解可得高純度氧化銅，熱分解過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生．硝酸銅晶體熱分解反應(yīng)的化學(xué)方程式是（NO₃）₂•3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO₂↑+O₂↑+6H₂O．

Answer 1

分析 廢銅的燒渣浸取液含CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄等，向浸取液中加入鐵屑，發(fā)生的離子反應(yīng)有 Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，然后過濾得到的固體含有Fe、Cu，將固體焙燒，F(xiàn)e、Cu被氧化生成FeO和CuO，向溶液中加入濃硝酸，亞鐵離子被氧化生成Fe³⁺，同時生成NO，向溶液中加入Y、Z并調(diào)節(jié)溶液的pH，然后過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到Cu（NO₃）₂•3H₂O；
（1）向廢液中加入鐵屑時，只有銅離子和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵，硫酸鋅不反應(yīng)；將金屬氧化為金屬氧化物，能減少硝酸的用量并減少有害氣體的產(chǎn)生；
（2）FeO和稀硝酸反應(yīng)生成鐵離子和NO；
（3）調(diào)pH過濾過程中，為保證充分氧化，需要反應(yīng)時間較長，加入的物質(zhì)有氧化性且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，最后加入物質(zhì)反應(yīng)剩余的酸，且不能引進(jìn)雜質(zhì)；
（4）硝酸銅晶體熱分解可得高純度氧化銅，熱分解過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生，說明有二氧化氮生成，此反應(yīng)中N元素得電子，應(yīng)該是O元素失電子生成氧氣，根據(jù)反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件書寫方程式．

解答 解：廢銅的燒渣浸取液含CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄等，向浸取液中加入鐵屑，發(fā)生的離子反應(yīng)有 Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，然后過濾得到的固體含有Fe、Cu，將固體焙燒，F(xiàn)e、Cu被氧化生成FeO和CuO，向溶液中加入濃硝酸，亞鐵離子被氧化生成Fe³⁺，同時生成NO，向溶液中加入Y、Z并調(diào)節(jié)溶液的pH，然后過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到Cu（NO₃）₂•3H₂O；
（1）向廢液中加入鐵屑時，只有銅離子和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵，硫酸鋅不反應(yīng)，所以轉(zhuǎn)換后濾液中溶質(zhì)是ZnSO₄、FeSO₄；將金屬氧化為金屬氧化物，能減少硝酸的用量并減少有害氣體的產(chǎn)生，所以焙燒的目的是減少硝酸的用量或氮氧化物的污染，
故答案為：ZnSO₄、FeSO₄；減少硝酸的用量或氮氧化物的污染；
（2）FeO和稀硝酸反應(yīng)生成鐵離子和NO，離子方程式為3FeO+10H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+5H₂O，
故答案為：3FeO+10H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+5H₂O；
（3）調(diào)pH過濾過程中，為保證充分氧化，需要反應(yīng)時間較長，加入的物質(zhì)有氧化性且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，所以Y為雙氧水，最后加入物質(zhì)反應(yīng)剩余的酸，且不能引進(jìn)雜質(zhì)，Z為CuO，
故答案為：C；B；
（4）硝酸銅晶體熱分解可得高純度氧化銅，熱分解過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生，說明有二氧化氮生成，此反應(yīng)中N元素得電子，應(yīng)該是O元素失電子生成氧氣，結(jié)合元素守恒知還生成水，根據(jù)反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件書寫方程式為：（NO₃）₂•3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO₂↑+O₂↑+6H₂O，
故答案為：（NO₃）₂•3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO₂↑+O₂↑+6H₂O．

點(diǎn)評 本題以物質(zhì)制備為載體考查物質(zhì)的分離提純，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查元素化合物知識、氧化還原反應(yīng)、基本操作等，綜合性較強(qiáng)，明確元素化合物性質(zhì)及基本反應(yīng)原理、基本操作即可解答，熟悉流程圖中發(fā)生的反應(yīng)及分離方法，難點(diǎn)是（3）題加入的物質(zhì)名稱及先后順序，題目難度不大．