Question

金屬單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛，廢舊金屬的回收利用是重要研究課題。某學(xué)習(xí)小組在實驗室中模擬利用含銅廢料(主要成分為Cu和CuO，還有少量的A1,Fe及其氧化物)生產(chǎn)膽礬，其實驗方案如下：

（1）上述流程中，操作1所得“濾液”的主要成分為_____________；

（2）酸溶后所得溶液中的溶質(zhì)主要有_____________；

（3）請寫出酸溶過程單質(zhì)銅發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___________；該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為______________；

（4）試劑可以是________________；

（5）操作3是一系列操作．其操作為______________、冷卻結(jié)晶、過濾、___________、小心干燥。

Answer 1

（1）NaAlO2；（2）Fe2(SO4)3、CuSO4和過量的H2SO4；（3）2Cu+O2 +4H+═2Cu2++2H2O；1：2；（4）CuO或CuCO3；（5）蒸發(fā)濃縮；洗滌

【解析】

試題分析：（1）含銅廢料在用熱燒堿堿浸后，Cu、CuO、Fe及其氧化物均不能和NaOH反應(yīng)，只有鋁能和燒堿反應(yīng)：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，在操作I過濾之后，濾液的主要成分為NaAlO2 ；（2）經(jīng)過操作I后所得的濾渣為Cu、CuO、Fe及其氧化物，水洗后，加入足量的稀硫酸并通入氧氣，F(xiàn)e與硫酸反應(yīng)先生成FeSO4 ，后Fe2+能被氧氣氧化為Fe3+，即最終生成了Fe2(SO4)3 ；CuO和硫酸反應(yīng)生成CuSO4 ； Cu先被氧氣氧化為CuO，后CuO和硫酸反應(yīng)為CuSO4 ；酸溶后的溶液中的溶質(zhì)有生成的Fe2(SO4)3 、CuSO4 和過量的H2SO4 ；（3）Cu不能被稀硫酸氧化，但通入氧氣后，銅先被氧氣氧化：2Cu+O2 =2CuO ①；然后CuO和硫酸反應(yīng)：CuO+H2SO4 ═CuSO4 +H2O ②；將①+（2×②）可得總反應(yīng)：2Cu+O2+2H2SO4 ═2CuSO4 +2H2O，H2SO4 是強酸，CuSO4 是可溶性鹽，都可以拆，離子方程式為：2Cu+O2 +4H+═2Cu2++2H2O，在該反應(yīng)中，O2 化合價降低，被還原，做氧化劑；Cu化合價升高，被氧化，做還原劑，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2，（4）加入試劑X的目的是調(diào)節(jié)溶液的PH=5．2，使溶液中的Fe3+水解為Fe(OH)3 從而除去，所以應(yīng)該加入CuO或CuCO3 ，既反應(yīng)掉了H+還不引入新雜質(zhì)。（5）經(jīng)過操作II過濾后，所得的溶液是CuSO4 溶液，若想最終得到膽礬CuSO45H2O，必須經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌并小心干燥才能得到

考點：化學(xué)工藝流程