Question

【题目】硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料．以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾（CuSO45H2O）的生产流程示意图：

胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（g/100g水）见表．

温度（℃）	20	40	60	80	100
石膏	0.32	0.26	0.15	0.11	0.07
胆矾	32	44.6	61.8	83.8	114

请回答下列问题：
（1）红棕色滤渣的主要成分是；
（2）写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式；
（3）操作I的操作温度应该控制在℃左右；
（4）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作II应为洗涤、干燥；
（5）反应产物中的NO可以循环使用，试仅用一个化学方程式表示NO转化为HNO3：

Answer 1

【答案】
（1）Fe（OH）3
（2）3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O
（3）100
（4）冷却结晶、过滤
（5）4NO+3O2+H2O=4HNO3
【解析】解：含铁的废铜为原料加入稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，溶解后得到浸出液，在浸出液中主要含有Cu2+、Fe3+、H+、SO42﹣ ， 加入石灰浆调节溶液PH沉淀铁离子，过滤得到红褐色滤渣为氢氧化铁沉淀，依据石膏和蓝矾的溶解度，控制100°C，滤液中析出石膏，滤液中主要为硫酸铜，通过加热蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥得到硫酸铜晶体；（1）由工艺流程图转化关系可知，浸出液中加入石灰浆调节pH值，铁离子转化为Fe（OH）3沉淀析出，红褐色滤渣的主要成分为Fe（OH）3 ， 所以答案是：Fe（OH）3；（2）由于硫酸的存在，且酸过量，硝酸全起氧化剂作用，酸为稀溶液，生成硫酸铜、NO、水，反应方程式为3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O，所以答案是：3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O；（3）由表中溶解度关系可知，胆矾溶解度随温度升高增大，而石膏的溶解度随温度升高降低，所以应控制在较高的温度，温度应该控制在100℃，制备的胆矾相对较纯，
所以答案是：100；（4）从溶液中分离出硫酸铜晶体应为将热溶液冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，所以答案是：冷却结晶、过滤；（5）一氧化氮气体有毒污染空气不能排放到大气中，可以利用一氧化氮和氧气在水溶液中吸收生成硝酸循环使用反应的化学方程式4NO+3O2+H2O=4HNO3 ， 所以答案是：4NO+3O2+H2O=4HNO3 ．