Question

（2010?崇文区二模）硫酸铜、硝酸铁都是重要的化工原料．
（1）以下是某工厂用含铁的废铜为原料生产胆矾（CuSO₄?5H₂O）的生产流程示意图：

胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（∥100g水）见下表．

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红褐色滤渣的主要成分是

Fe（OH）₃

；
②写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式

3Cu+2HNO₃+3H₂SO₄=3CuSO₄+2NO↑+4H₂O

；
③操作I的温度应该控制在

100℃

左右；
④从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作Ⅱ应为：将热溶液

冷却结晶

、

过滤

、洗涤、干燥．
（2）某兴趣小组在实验室用铁粉和稀硝酸及右图装置制取Fe（NO₃）₃（固定所用仪器和加热装置未画出）．
①为保证原料的充分利用，并加快反应速率，往往将加热温度控制在100℃以内．该实验中对圆底烧瓶加热的最佳方式是

水浴

加热；
②请在图中虚线框内画出尾气吸收装置（提示：碱液可快速、充分吸收产生的氮氧化物气体）．

Answer 1

分析：（1）①由工艺流程图转化关系可知，红褐色滤渣的主要成分为氢氧化铁．
②由工艺流程图转化关系可知，由于硫酸的存在，酸过量，硝酸全起氧化剂作用，酸为稀溶液，生成硫酸铜、NO、水．
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，物质分离较完全，制备的胆矾较纯．
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．
（2）①将加热温度控制在100℃以内，采取水浴加热，受热均匀．
②碱液可快速、充分吸收产生的氮氧化物气体，应防止倒吸．采取倒置漏斗或使用安全瓶．

解答：解：（1）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．
故答案为：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．
故答案为：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．
故答案为：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．
故答案为：冷却结晶、过滤．
（2）①将加热温度控制在100℃以内，采取水浴加热，受热均匀、便于控制温度．
故答案为：水浴．
②碱液可快速、充分吸收产生的氮氧化物气体，应防止倒吸．吸收采取倒置漏斗或使用防倒吸安全瓶．
如图所示．
故答案为：．

点评：考查学生对工艺流程的理解、阅读题目获取信息能力、物质分离提纯等基本操作、作图能力等，难度中等，要求学生要有扎实的实验基础知识和灵活应用信息、基础知识解决问题的能力．