问题 填空题

(选修—化学与技术)(15分)

(1)工业上以粗铜为原料采取如图1所示流程制备硝酸铜晶体:

①在步骤a中,还需要通入氧气和水,其目的是                               

②在保温去铁的过程中,为使Fe3+沉淀完全,根据下表数据,溶液的pH值应保持在         范围。调节pH值时,可以向溶液中加入的试剂是(  )

(a) NaOH溶液      (b) 氨水        (c) Cu(OH)2        (d) CuO

 氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+

Cu2+

1.9

4.7

3.2

6.7

③在操作Ⅰ之前,对滤液用HNO3调节pH值至1,其目的是(结合离子方程式说明)        

④从滤液中制取硝酸铜晶体的操作Ⅰ的具体步骤是                              

(2)图2是某小组学生查阅资料后所绘出的硝酸铜晶体[Cu(NO3)2 nH2O]的溶解度曲线(温度在300C左右对应不同的晶体),下列说法正确的是(   )

(a) A点时的溶液为不饱和溶液    

(b) B点时两种晶体可以共存

(c)按上述流程最终得到的晶体一定是Cu(NO3)2 3H2O       

(d) 若将C点时的溶液降温至300C以下,可以析出Cu(NO3)2 6H2O晶体

答案

(15分)

(1)①将NOx转化为硝酸,提高原料的利用率,减少污染物的排放。(3分)

②3.2——4.7 (2分)  (c 、d) (2分)

③由于铜离子水解:Cu2++ 2H2OCu(OH)2 +2H+,加入HNO3能抑制硝酸铜水解(3分)

④蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤(3分)

(2)b、d(2分)

(1)①氮的氧化物与氧气和水反应生成硝酸,可以循环使用,减少大气污染,所以通入氧气和水的作用是将NOx转化为硝酸,提高原料的利用率,减少污染物的排放。

②根据氢氧化铁完全沉淀时的PH和氢氧化铜开始沉淀时的PH可以确定溶液的PH应该在3.2——4.7之间。调节pH值时,可以向溶液中加入的试剂是氢氧化铜和氧化铜,若加入氢氧化钠和氨水则铜离子也会被沉淀。

③操作1是蒸发结晶,而铜离子在水中会发生水解产生氢氧化铜调节PH为酸性可以抑制水解,离子方程式为 

④操作Ⅰ是蒸发结晶,操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤。

(2)A点在溶解度曲线之上所以A点是饱和溶液; B点是两种晶体的共存状态,蒸发结晶得到晶体不一定是Cu(NO3)2 3H2O ;根据溶解度曲线可以得出降温至300C以下,可以析出Cu(NO3)2 6H2O晶体。所以选b、d。

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