Question

【題目】某工廠的固體廢渣中主要含Cu和CuO，還含有少量Cu2O和SiO2等。利用該固體廢渣制取Cu(NO3)2的部分工藝流程如圖所示：

（1）Cu與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為___。

（2）酸溶時，反應(yīng)溫度不宜超過70℃，其主要原因是___，若保持反應(yīng)溫度為70℃，欲加快反應(yīng)速率可采取的措施為___（寫出一種即可）。

（3）過濾后所得廢渣的主要成分的化學(xué)式為___。

（4）Cu(NO3)2晶體受熱易分解成CuO，同時產(chǎn)生NO2和O2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___，由Cu(NO3)2溶液制備Cu(NO3)2晶體的操作方法是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、___、___。

Answer 1

【答案】3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 防止溫度過高HNO3分解（或者揮發(fā)） 攪拌、將固體廢渣粉碎、適當(dāng)提高硝酸的濃度 SiO2 2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2 冰水洗滌 低溫烘干

【解析】

固體廢渣中主要含Cu和CuO，還含有少量Cu2O和SiO2等，加入稀硝酸酸溶發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NO，銅和氧化亞銅被氧化得到硝酸銅，氧化銅溶解得到硝酸銅，二氧化硅和稀硝酸不發(fā)生反應(yīng)，加入氫氧化銅中和酸，過濾得到濾渣主要是二氧化硅，濾液主要是硝酸銅溶液，據(jù)此分析解答；

(1)Cu與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水；

(2)硝酸加熱會發(fā)生分解，加快反應(yīng)速率可以增大濃度、增大接觸面積，攪拌等措施；

(3)分析可知過濾后所得廢渣的主要成分為二氧化硅；

(4)Cu(NO3)2晶體受熱易分解成CuO，同時產(chǎn)生NO2和O2；由Cu(NO3)2溶液制Cu(NO3)2晶體的操作方法是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、冰水洗滌、低溫烘干。

(1)Cu與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，反應(yīng)的離子方程式為：3Cu+8H++2NO3=3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案為：3Cu+8H++2NO3=3Cu2++2NO↑+4H2O；

(2)為了防止溫度過高HNO3分解，所以酸溶時，反應(yīng)溫度不宜超過70℃；根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，若保持反應(yīng)溫度為70℃，欲加快反應(yīng)速率可采取的措施為攪拌、將固體廢渣粉碎、適當(dāng)提高硝酸的濃度，故答案為：防止溫度過高HNO3分解（或者揮發(fā)）；攪拌、將固體廢渣粉碎、適當(dāng)提高硝酸的濃度；

(3)Cu、CuO、Cu2O和SiO2這四種物質(zhì)，只有SiO2和硝酸不反應(yīng)，所以過濾后所得廢渣的主要成分是二氧化硅，化學(xué)式為SiO2，故答案為：SiO2；

(4)Cu(NO3)2晶體受熱易分解成CuO，同時產(chǎn)生NO2和O2，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2 Cu(NO3)22 CuO+4NO2↑+ O2；根據(jù)硝酸銅的溶解性特征及受熱易分解的性質(zhì)，由Cu(NO3)2溶液制Cu(NO3)2晶體的操作方法是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、冰水洗滌、低溫烘干，故答案為：2Cu(NO3)22 CuO+4NO2↑+ O2；冷水洗滌；低溫烘干。