Question

【题目】硫酸铜在生产、生活中应用广泛。某化工厂用含少量铁的废铜渣为原料生产胆矾的流程如下：

已知生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：

	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
开始沉淀	4.2	6.5	1.5
完全沉淀	6.7	9.7	3.7

(1)写出浸出时铜与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜的化学方程式：________________。

(2)取样检验是为了确认Fe3＋是否除净，你的检验方法是__________________________。

(3)试剂b是____________，滤渣c是______________(均写化学式)。

(4)气体a可以被循环利用，用化学方程式表示气体a被循环利用的原理为2NO＋O2===2NO2、　__________________。

(5)一定温度下，硫酸铜受热分解生成CuO、SO2气体、SO3气体和O2气体，且n(SO3)∶n(SO2)＝1∶2，写出硫酸铜受热分解的化学方程式：________________。

(6)某同学设计了如下图所示的实验装置分别测定生成的SO2、SO3气体的质量和O2气体的体积。此设计有不合理之处，请说明理由：______________。

Answer 1

【答案】3Cu + 2HNO3+ 3H2SO4=3CuSO4+ 2NO↑+ 4H2O； 向试样中滴加KSCN溶液，若溶液显红色，则Fe3+未除净，否则Fe3+除净； CuO或Cu (OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2 CO3； Fe(OH)3； 3NO2+H2O=2HNO3+NO； 3CuSO43CuO + SO3↑+ 2SO2↑+ O2↑； 混合气体通过饱和NaHSO3溶液，SO3被吸收生成硫酸，和NaHSO3反应生成SO2，没法确定SO3和SO2的质量，因此需要去掉盛饱和NaHSO3溶液的装置；此外排水量氧气的体积时，气体从短导管通入。

【解析】

含少量铁的废铜渣先经稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜和硫酸铁，再加入CuO或Cu (OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2 CO3调节溶液PH，使生成Fe(OH)3沉淀，滤液再进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得到胆矾。

（1）铜与稀硫酸、稀硝酸的混合液反应生成硫酸铜，而为了不残留NO3－的杂质，NO3－要全部转化为NO。根据得失电子守恒，1molCu失去2mol电子，生成硫酸铜，1molNO3－得到3mol电子生成NO，得失电子守恒，则CuSO4和NO的比例为3：2，根据原子守恒配平，化学方程式为3Cu + 2HNO3+ 3H2SO4=3CuSO4+ 2NO↑+ 4H2O；

（2）Fe3+的检验方法是：向试样中滴加KSCN溶液，若溶液显红色，则Fe3+未除净，否则Fe3+除净；

（3）废铜渣中含有杂质铁，所以调节pH目的是促进Fe3＋水解，生成Fe(OH)3沉淀，从而与CuSO4分离；，则滤渣c是Fe(OH)3；
（4）气体a是NO，NO与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水又得硝酸和NO，化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（5）硫酸铜受热分解生成CuO、SO2气体、SO3气体和O2气体，其中n(SO3)∶n(SO2)＝1∶2，物质的量之比，等于化学计量数之比，根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式得3CuSO43CuO + SO3↑+ 2SO2↑+ O2↑；

（6）SO3气体可溶解于浓硫酸中，采用98.3%的浓硫酸吸收SO3气体，SO2气体用碱液吸收，氧气用排水法测量，混合气体通过饱和NaHSO3溶液，SO3被吸收生成硫酸，和NaHSO3反应生成SO2，没法确定SO3的质量，此外排水测氧气体积时，气体应该从短导管进入，而水从长导管被气体压入量筒中。答案为混合气体通过饱和NaHSO3溶液，SO3被吸收生成硫酸，和NaHSO3反应生成SO2，没法确定SO3和SO2的质量，因此需要去掉盛饱和NaHSO3溶液的装置；此外排水量氧气的体积时，气体从短导管通入。