Question

【題目】硫酸銅在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。某化工廠用含少量鐵的廢銅渣為原料生產(chǎn)膽礬的流程如下：

已知生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示：

	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
開始沉淀	4.2	6.5	1.5
完全沉淀	6.7	9.7	3.7

(1)寫出浸出時(shí)銅與稀硫酸、稀硝酸反應(yīng)生成硫酸銅的化學(xué)方程式：________________。

(2)取樣檢驗(yàn)是為了確認(rèn)Fe3＋是否除凈，你的檢驗(yàn)方法是__________________________。

(3)試劑b是____________，濾渣c是______________(均寫化學(xué)式)。

(4)氣體a可以被循環(huán)利用，用化學(xué)方程式表示氣體a被循環(huán)利用的原理為2NO＋O2===2NO2、　__________________。

(5)一定溫度下，硫酸銅受熱分解生成CuO、SO2氣體、SO3氣體和O2氣體，且n(SO3)∶n(SO2)＝1∶2，寫出硫酸銅受熱分解的化學(xué)方程式：________________。

(6)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置分別測(cè)定生成的SO2、SO3氣體的質(zhì)量和O2氣體的體積。此設(shè)計(jì)有不合理之處，請(qǐng)說明理由：______________。

Answer 1

【答案】3Cu + 2HNO3+ 3H2SO4=3CuSO4+ 2NO↑+ 4H2O； 向試樣中滴加KSCN溶液，若溶液顯紅色，則Fe3+未除凈，否則Fe3+除凈； CuO或Cu (OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2 CO3； Fe(OH)3； 3NO2+H2O=2HNO3+NO； 3CuSO43CuO + SO3↑+ 2SO2↑+ O2↑； 混合氣體通過飽和NaHSO3溶液，SO3被吸收生成硫酸，和NaHSO3反應(yīng)生成SO2，沒法確定SO3和SO2的質(zhì)量，因此需要去掉盛飽和NaHSO3溶液的裝置；此外排水量氧氣的體積時(shí)，氣體從短導(dǎo)管通入。

【解析】

含少量鐵的廢銅渣先經(jīng)稀硫酸、稀硝酸反應(yīng)生成硫酸銅和硫酸鐵，再加入CuO或Cu (OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2 CO3調(diào)節(jié)溶液PH，使生成Fe(OH)3沉淀，濾液再進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥可得到膽礬。

（1）銅與稀硫酸、稀硝酸的混合液反應(yīng)生成硫酸銅，而為了不殘留NO3－的雜質(zhì)，NO3－要全部轉(zhuǎn)化為NO。根據(jù)得失電子守恒，1molCu失去2mol電子，生成硫酸銅，1molNO3－得到3mol電子生成NO，得失電子守恒，則CuSO4和NO的比例為3：2，根據(jù)原子守恒配平，化學(xué)方程式為3Cu + 2HNO3+ 3H2SO4=3CuSO4+ 2NO↑+ 4H2O；

（2）Fe3+的檢驗(yàn)方法是：向試樣中滴加KSCN溶液，若溶液顯紅色，則Fe3+未除凈，否則Fe3+除凈；

（3）廢銅渣中含有雜質(zhì)鐵，所以調(diào)節(jié)pH目的是促進(jìn)Fe3＋水解，生成Fe(OH)3沉淀，從而與CuSO4分離；，則濾渣c是Fe(OH)3；
（4）氣體a是NO，NO與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮溶于水又得硝酸和NO，化學(xué)方程式為3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（5）硫酸銅受熱分解生成CuO、SO2氣體、SO3氣體和O2氣體，其中n(SO3)∶n(SO2)＝1∶2，物質(zhì)的量之比，等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平方程式得3CuSO43CuO + SO3↑+ 2SO2↑+ O2↑；

（6）SO3氣體可溶解于濃硫酸中，采用98.3%的濃硫酸吸收SO3氣體，SO2氣體用堿液吸收，氧氣用排水法測(cè)量，混合氣體通過飽和NaHSO3溶液，SO3被吸收生成硫酸，和NaHSO3反應(yīng)生成SO2，沒法確定SO3的質(zhì)量，此外排水測(cè)氧氣體積時(shí)，氣體應(yīng)該從短導(dǎo)管進(jìn)入，而水從長導(dǎo)管被氣體壓入量筒中。答案為混合氣體通過飽和NaHSO3溶液，SO3被吸收生成硫酸，和NaHSO3反應(yīng)生成SO2，沒法確定SO3和SO2的質(zhì)量，因此需要去掉盛飽和NaHSO3溶液的裝置；此外排水量氧氣的體積時(shí)，氣體從短導(dǎo)管通入。