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],其生產工藝流程如圖所示：

回答下列問題：

(1)“焙燒”過程中生成SO2的化學方程式為___________________。

(2)“酸化”過程的離子方程式為__________________________。

(3)試劑a可以是__________________。

(4)“淘洗”的目的是___________，圖中的淘洗液與濾液溶質的陰離子相同，則試劑b是__________，淘洗液的溶質是__________。

(5)“反應”中使用20%硝酸和10% H2O2溶液，硝酸起酸的作用，則“反應”的化學方程式為______________。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，則生成紅棕色氣體時反應中還原劑與氧化劑的物質的量之比為___________。

(6)“一系列操作”是指化學實驗操作，這些操作需要用到的玻璃儀器有_______________。

Answer 1

【答案】(1)2CuS + 3O22SO2 + 2CuO

(2)CuO + 2H+==Cu2++H2O (3) 鐵粉、鋅粉等

(4)除去過量的試劑a(鐵粉、鋅粉等) 稀硫酸 H2SO4和FeSO4或H2SO4和ZnSO4

(5)Cu + H2O2 +2HNO3==Cu( NO3)2+2H2O 1:2 (6) 酒精燈、玻璃棒、燒杯、漏斗

【解析】本題考查化學工藝流程，（1）焙燒產生SO2，由CuS與氧氣反應，即反應方程式為CuS＋O2→CuO＋SO2，根據化合價升降法進行配平，即2CuS＋3O2 2SO2＋2CuO；（2）焙燒后得到物質是CuO、CuSO4、Cu，CuO屬于酸性氧化物，與硫酸反應的離子方程式為CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O，Cu不與硫酸反應；（3）加入試劑a，發生置換反應，說明試劑a的金屬性強于金屬銅，試劑a可以是鐵單質，也可以是鋅等金屬性強于銅的金屬；（4）加入試劑a過量，淘洗的目的除去過量的試劑a；根據前面流程，過濾中含有的陰離子是SO42－，由于淘洗液與濾液中陰離子相同，即試劑b中含有SO42－，Cu不與稀硫酸反應，Fe或鋅與稀硫酸反應，因此試劑b為稀硫酸；淘洗液中含有的溶質為： H2SO4和FeSO4或H2SO4和ZnSO4 ；（5）淘洗得到物質是Cu，流程制備的是Cu(NO3)2·3H2O，硝酸起酸性，因此銅與H2O2發生氧化還原反應，即Cu＋H2O2＋HNO3→Cu(NO3)2＋H2O，根據化合價升降法進行配平，即Cu＋H2O2＋2HNO3=Cu(NO3)2＋2H2O；產生紅棕色氣體為NO2 ，此時發生反應Cu＋4HNO3=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，根據反應方程式，HNO3既作氧化劑又起酸性，有2molHNO3作氧化劑，即還原劑與氧化劑物質的量之比為1：2；（6）溶液得到Cu(NO3)2·3H2O，需要進行蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌等，因此需要的玻璃儀器是酒精燈、燒杯、玻璃棒、漏斗。