Question

【題目】以冶銅工廠預處理過的污泥渣(主要成分為 CuO 和 Cu)為原料制備 CuSO45H2O 晶體的流程如下 ：

已知：①CuO在氨水作用下可以生成 Cu(NH3)4(OH)2

②CuSO45 H2O 加熱到 4 5℃時開始失水。

請回答:

(1)步驟 l 中，空氣的主要作用是____。

(2)下列關于步驟II說法不正確的是____。

A.操作 1 可選擇傾析法過濾， 玻璃棒的作用是： 先攪拌， 再引流

B.操作 1 應趁熱過濾， 要防止液體 1 中的溶質因冷卻而析出

C.操作 1 為抽濾，在加入需抽濾的物質時，用玻璃棒引流液體， 玻璃棒底端需緊貼在濾紙上

D.抽濾時，布氏漏斗的底部斜口面需正對抽濾瓶的抽氣口處， 是為了提高抽濾的速率

(3)液體 1 通過步驟 III 與步驟IV可得到CuSO45 H2O 晶體 。

①蒸氨過程的生成物均是由兩種元素組成的化合物， 則除氨外其余產(chǎn)物的化學式為_____。

②步驟IV中包含多步操作， 將下列步驟按正確的步驟排序(必要時步驟可重復選)。_____→得到固體物質→ ____ →將液體放于蒸發(fā)皿中加熱→ ____→_____→_____→_____ →得到晶體

a.過濾 b.用玻璃棒不斷攪拌溶液 c.用足量稀硫酸溶解固體 d.停止加熱 e.至溶液表面析出晶膜

(4)步驟1中分別選用氨水、氨水－碳酸銨混合溶液氨浸時， 銅元素回收率隨溫度變化如圖所示。

①浸取液為氨水時，反應溫度控制為 55℃，溫度過高銅元素回收率降低的原因是_______。

②浸取液為氨水一碳酸銨混合溶液時，銅元素回收率受溫度影響較小的原因可能是______。

(5)為了提高 CuSO4晶體的產(chǎn)率， 實驗室還采用以下方法： 將CuSO4 溶液轉移至蒸餾燒瓶中， 加入適量冰醋酸， 通過下圖所示的裝置獲取晶體。

①加入適量乙酸的目的是：_____。

②圖中接真空泵的作用是：______。

Answer 1

【答案】氧化污泥中的銅單質 ABCD ①CuO、H2O a c b e d a 溫度過高 ， 導致氨水濃度降低 溶液中除了一水合氨外， 還有大量的存在 ， 存在水解平衡， 溫度變化時， 因平衡發(fā)生移動， NH3H2O濃度變化程度小 調節(jié)溶液pH, 防止形成堿性物質(堿式鹽或氫氧化銅)或抑制水解 抽氣，減壓， 防止蒸發(fā)溶劑時溫度過高而使晶體失水

【解析】

污泥渣中Cu和CuO、氧氣、氨水可以生成Cu(NH3)4(OH)2，過濾除去難溶固體，蒸氨過程的生成物均是由兩種元素組成的化合物，則除氨外其余產(chǎn)物是氧化銅、水；氧化銅和硫酸反應生成硫酸銅，蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌，可得CuSO45H2O晶體；

(1)步驟 l 中，Cu和氧氣、氨水反應生成Cu(NH3)4(OH)2，空氣的主要作用是氧化污泥中的銅單質；

(2) A.操作 1 可選擇傾析法過濾，傾析法可以避免沉淀過早堵塞濾紙小孔而影響過濾速度， 為使大多數(shù)固體留在燒杯中，不用玻璃棒攪拌燒杯中的液體，故A錯誤；

B.溫度越高，氨氣的溶解度越小，故B錯誤；

C.操作 1 為抽濾，在加入需抽濾的物質時，使抽濾的物質勻分布在整個濾紙面上，故C錯誤；

D.抽濾時，布氏漏斗的底部斜口面需正對抽濾瓶的抽氣口處，防止布氏漏斗下端液體被吸進減壓水泵里，故D錯誤；

選ABCD；

(3)①蒸氨過程的生成物均是由兩種元素組成的化合物， 根據(jù)元素守恒，則除氨外其余產(chǎn)物的化學式為CuO、H2O；

②步驟IV中包含多步操作，過濾(a)→得到固體物質→用足量稀硫酸溶解固體(c)→將液體放于蒸發(fā)皿中加熱→用玻璃棒不斷攪拌溶液(b)→至溶液表面析出晶膜(e)→停止加熱(d)→過濾 (a)→得到晶體；

(4)①氨氣的溶解度隨溫度升高而降低，溫度過高 ，導致氨水濃度降低，所以浸取液為氨水時，反應溫度控制為55℃，溫度過高銅元素回收率降低。

②浸取液為氨水一碳酸銨混合溶液時，除了一水合氨外， 還有大量的存在 ， 存在水解平衡， 溫度變化時， 因平衡發(fā)生移動，NH3H2O濃度變化程度小，所以浸取液為氨水一碳酸銨混合溶液時，銅元素回收率受溫度影響較小；

(5)①酸可抑制銅離子水解，加入適量乙酸的目的是調節(jié)溶液pH，防止銅離子水解；

②CuSO45 H2O加熱到 4 5℃時開始失水，圖中接真空泵抽氣、減壓，防止蒸發(fā)溶劑時溫度過高而使晶體失水。