Question

【題目】硫酸銅是一種應用極其廣泛的化工原料，易溶于水而不易溶于酒精；銅離子完全沉淀的pH是5左右，鐵離子完全沉淀的pH是2左右。以下是某工廠用含鐵廢銅為原料生產膽礬（CuSO4·5H2O）和副產物石膏（CaSO4·2H2O）的生產流程示意圖：

膽礬和石膏在不同溫度下的溶解度（g/100g水）如表。

溫度(℃)	20	40	60	80	100
石膏	0.32	0.26	0.15	0.11	0.07
膽礬	32	44.6	61.8	83.8	114

請回答下列問題：

（1）紅褐色濾渣的主要成分是____________；

（2）銅和稀硝酸反應的化學方程式3Cu+8HNO3=_____________+2NO↑+4H2O；

（3）石灰漿調pH大約要調節到___________

A. 2 B. 5 C. 7 D. 10

（4）操作I最后溫度應該控制在___________℃左右；

（5）從溶液中分離出硫酸銅晶體的操作Ⅱ應為蒸發濃縮、_______、過濾、洗滌、干燥；晶體用無水乙醇作洗滌液而不用蒸餾水的原因是__________________________。

Answer 1

【答案】 Fe(OH)3 Cu(NO3)2 A 100 冷卻結晶 減少因晶體溶解而造成的損失

【解析】根據所學知識和題中信息知，硫酸銅易溶于水而不易溶于酒精；銅離子完全沉淀的pH是5左右，鐵離子完全沉淀的pH是2左右。（1）紅褐色濾渣的主要成分是Fe(OH)3，亞鐵離子與石灰漿反應生成氫氧化亞鐵，在空氣中進一步氧化為氫氧化鐵，氫氧化鐵呈紅褐色。（2）根據質量守恒定律知，銅和稀硝酸反應的化學方程式3Cu+8HNO3= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；（3）石灰漿調pH大約要調節到2，鐵離子完全沉淀的pH是2左右。（4）操作I最后溫度應該控制在100℃左右，此時石膏溶解度最小；5）從溶液中分離出硫酸銅晶體的操作Ⅱ應為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，硫酸銅晶體溶解度受溫度影響較大；晶體用無水乙醇作洗滌液而不用蒸餾水的原因是減少因晶體溶解而造成的損失。

點睛∶硫酸銅易溶于水而不易溶于酒精；銅離子完全沉淀的pH是5左右，鐵離子完全沉淀的pH是2左右。亞鐵離子與石灰漿反應生成氫氧化亞鐵，在空氣中進一步氧化為氫氧化鐵，氫氧化鐵呈紅褐色。