(1)工业上以粗铜为原料采取如图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,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,根据下表数据,溶液的pH应保持在______范围.
| 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 |
答案
(1)①氮氧化物与水和氧气发生氧化还原反应最终生成硝酸,在步骤a中,需要通入氧气和水,有利于提高原料的利用率,减少污染物的排放; 故答案为:提高原料的利用率,减少污染物的排放; ②向溶液中加入CuO,调节溶液的pH目的是铁离子全部沉淀,铜离子不沉淀,依据图表数据分析可知PH应为:3.2~4.7;Fe3+易水解,为利用溶液的蒸发浓缩,应尽量用浓溶液,即加水会将溶液稀释,不利于将滤液蒸发浓缩, 故答案为:3.2~4.7;加水会将溶液稀释,不利于将滤液蒸发浓缩; ③硝酸铜溶液中存在:Cu2++2H2O⇌Cu(OH)2+2H+,进行蒸发浓缩时,要用硝酸调节溶液的pH=1,可以抑制硝酸铜的水解,有利用硝酸铜晶体的析出, 故答案为:由于Cu2+发生水Cu2++2H2O⇌Cu(OH)2+2H+,加入硝酸可以抑制硝酸铜的水解; (2)工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜,电镀时,镀层金属做阳极,待镀物质做阴极,阴极的电极反应式是:Cu2++2e-=Cu 故答案为:Cu2++2e-=Cu; (3)a.处于曲线上的点为饱和溶液状态,A点在曲线上方,应为过饱和溶液,故a错误; b.B点为生成晶体的转折点,两种晶体可以共存,故b正确; c.上述流程是在低温下进行的.最终得到的晶体是Cu(NO3)2•6H2O,故c错误; d.由图象可以看出,溶液降温至30℃以下,可以析出Cu(NO3)2•6H2O晶体,故d正确, 故答案为:b、d; (4)液态N2O4电离得到的两种离子所含电子数相差18,则液态N2O4电离的方程式是;N2O4⇌NO++NO3-;Cu与液态N2O4反应制得无水硝酸铜,根据质量守恒和电子守恒可写出反应的化学方程式为Cu+2N2O4=Cu(NO3)2+2NO↑, 故答案为:N2O4⇌NO++NO3-;Cu+2N2O4=Cu(NO3)2+2NO↑; |
举一反三
某研究性学习小组为探究铜、锌与浓盐酸的反应,设计实验探究方案如下: 实验用品:纯锌片、铜片、37%的浓盐酸、蒸馏水、氯化钾溶液、稀硝酸溶液 实验记录:
背影资料:
请你参与以下探究: (1)实验A反应速度明显比B小,原因是______. (2)根据“铜位于金属活动顺序表氢之后,与稀盐酸不反应,而在实验中加热时又产生气体”的事实,作出如下推断: ①有同学认为“实验C中加热时产生的气体是溶解在溶液中的H2”,你认为是否有道理,理由是______. ②某同学作了如下猜想:是否成立?请你设计实验方案加入验证.
猜想 | 验证方法 | 预测现象及结论 | 认为铜片中可能含有锌等杂质 | | | 一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)的化学式为[Cu(NH3)4]SO4•H2O是一种重要的染料及农药中间体.某学习小组在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质,设计的合成路线为:
相关信息如下以下电离(解离)过程: [Cu(NH3)4]SO4•H2O=[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O [Cu(NH3)4]2+
Cu2++4NH3 ②(NH4)2SO4在水中可溶,在乙醇中难溶. ③[Cu(NH3)4]SO4•H2O在乙醇•水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线示意图如下:
请根据以下信息回答下列问题: (1)方案1的实验步骤为: a.加热蒸发 b.冷却结晶 c.抽滤 d.洗涤 e.干燥 ①步骤1的抽滤装置如下图所示,该装置中的错误之处是______;抽滤完毕或中途停止抽滤时,应先______,然后______.
②该方案存在明显缺陷,因为得到的产物晶体中往往含有______杂质,产生该杂质的原因是______. (2)方案2的实验步骤为: a.向溶液C加入适量______b.______c.洗涤,d.干燥 ①请在上述内填写合适的试剂或操作名称. ②下列选项中,最适合作为步骤c的洗涤液是______. A.乙醇 B.蒸馏水 C.乙醇和水的混合液 D.饱和硫酸钠溶液 ③步骤d不宜采用加热干燥的方法,可能的原因是______. | 硫酸是用途广泛的化工原料,可作脱水剂、吸水剂、氧化剂和催化剂等. (1)工业制硫酸铜的方法很多. ①方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜.该反应的化学方程式是______,此法的最大缺点是______. ②方法二、用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜,生产的主要过程如图所示:
稀硫酸、铜和氧化铁反应的化学方程式是______;向混合溶液中通入热空气的反应的离子方程式是______;由滤液得到无水硫酸铜的实验操作是______. (2)氨法脱硫技术可吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫,同时制得硫酸铵.主要的工艺流程如图所示:
①吸收塔中发生反应的化学方程式是______. ②有数据表明,吸收塔中溶液的pH在5.5~6.0之间,生产效率较高.当控制一定流量的尾气时,调节溶液的pH的方法是______. | 元素及其化合物丰富了物质世界,下列说法正确的是( )A.铜在冷的浓硫酸中会钝化,所以把铜放入冷的浓硫酸中无明显现象 | B.NaOH溶液和AlCl3溶液相互滴加的现象不同 | C.金属比非金属易失电子,所以金属可以置换非金属,而非金属不能置换金属 | D.Al.Fe.Cu三者对应的氧化物均为碱性氧化物 | 硝酸铜受热易分解:2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑,当温度达到800℃时,CuO开始分解:4CuO2Cu2O+O2↑,至1000℃以上,CuO完全分解(加热过程中忽略2NO2⇌N2O4,2NO2═2NO+O2等反应).现取5.64gCu(NO3)2无水晶体,在一定温度下使其分解,将生成的气体及时导出并用足量的NaOH溶液充分吸收. (1)若该质量的无水硝酸铜经加热完全分解,其中的铜元素全部转化为氧化铜,则氧化铜的质量是______g. (2)若该质量的无水硝酸铜完全分解,铜元素全部转化为氧化亚铜,反应过程中生成的气体被足量的NaOH溶液充分吸收后,还有多余的气体,则多余的气体是______(填分子式),其体积(标准状况)是______L. (3)若该质量的无水硝酸铜分解后的残留固体中含有1.60gCuO,则残留固体的质量可能是______g. |
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