Question

【題目】某工業含銅廢料含有 Cu、CuO、CuS、CuSO4 等成分，利用該含銅廢料可生產硝酸銅晶體[Cu(NO3)2·3H2O]，生產的工藝流程如圖所示，請回答下列問題：

（1）“焙燒”過程中生成的廢氣中有害氣體的成分是______________。

（2）“酸化”過程為加快反應速率，可采用的措施有___________________________(寫出一條即可)。

（3）若試劑 a 可以是____________，試劑b的作用是______________________________________。

（4）“反應”一步中使用 20% HNO3 和 10% H2O2，整個過程無紅棕色氣體產生，則發生反應的離子方程式為______________________________________；若該步驟只使用 20% HNO3，隨著反應的進行，溫度升高，出現大量紅棕色氣體，則還原劑與氧化劑的物質的量之比為_______________。

（5）“系列操作”中應包含____________、______________、過濾、洗滌、干燥。

Answer 1

【答案】SO2 升高溫度、適當增大硫酸的濃度、將“焙燒”后的固體粉碎 Zn或Fe（合理則可） 除去過量的Zn 或Fe（需與上一空對應） Cu+H2O2+2H+═ Cu2++2H2O 1:2 蒸發濃縮 冷卻結晶

【解析】

銅廢料含有Cu、CuO、CuS、CuSO4等成分，通入空氣焙燒：2Cu+O22CuO、2CuS+3O22SO2+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，發生的離子反應為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，發生反應：Cu+H2O2+2HNO3═Cu（ NO3）2+2H2O，將溶液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到Cu（NO3）2·3H2O。

（1）焙燒：2Cu+O22CuO、2CuS+3O22SO2+2CuO，廢氣為二氧化硫，故答案為：SO2。

（2）“酸化”過程為加快反應速率，可采用的措施有升高溫度、適當增大硫酸的濃度、將“焙燒”后的固體粉碎。

（3）試劑a將銅離子從溶液中置換出，可選用 Zn或Fe（合理則可）；

故答案為： Zn或Fe（合理則可）；

為了除去過量的鐵粉，淘洗液與濾液溶質的陰離子相同，則試劑b選用稀硫酸，

試劑b的作用是除去過量的Zn 或Fe（需與上一空對應）。

（4）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，隨著反應的進行，溫度升高，出現大量紅棕色氣體，則此時反應為硝酸與過氧化氫反應：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的量之比為 1：2；

故答案為：Cu+H2O2+2H+═ Cu2++2H2O； 1：2；

（5）將硝酸銅溶液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到Cu（NO3）2·3H2O

故答案為： 蒸發濃縮 冷卻結晶