Question

【題目】以銅片（含少量雜質(zhì)鐵）為原料制取Cu(NO3)2溶液的實(shí)驗(yàn)流程如圖：

（1）“酸洗”的目的是除去銅片表面難溶的Cu2(OH)2SO4，寫出“酸洗”時(shí)反應(yīng)的離子方程式：___。

（2）“水洗”后檢驗(yàn)銅片表面是否洗滌干凈的方法是___。

（3）“酸溶”時(shí)的裝置如圖所示，燒杯內(nèi)所發(fā)生的反應(yīng)為：

NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O

2NO2+2OH-=NO2-+NO3-+H2O

①“酸溶”時(shí)為防止反應(yīng)過(guò)于劇烈，可以采取的方法有___和___。

②通入空氣的作用是___、___。

（4）“調(diào)節(jié)pH=3~4，并保溫３個(gè)小時(shí)”的目的是___。

（5）燒杯中所得溶液經(jīng)多步處理得到NaNO3固體。設(shè)計(jì)以燒杯中所得溶液為原料，制取NaNO3固體的實(shí)驗(yàn)方案：___。

[已知3NaNO2＋2HNO3=3NaNO3＋2NO↑＋H2O；NaNO3的溶解度隨溫度變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)中必須使用的試劑：硝酸和NaOH溶液]。

Answer 1

【答案】Cu2(OH)2SO4＋2H+=2Cu2++SO42-+2H2O 取最后一次所得水洗液，向其中加入足量鹽酸，再加入氯化鋇溶液，若無(wú)沉淀生成，則銅片已洗滌干凈 降低反應(yīng)的溫度 緩慢（分批次）滴入硝酸 將部分NO轉(zhuǎn)化為NO2 將NO、NO2鼓入燒杯，使其能被NaOH溶液吸收 將溶液中的Fe3＋充分水解轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀 向所得溶液中滴加硝酸，攪拌使其充分反應(yīng)，同時(shí)鼓入空氣并用NaOH溶液吸收所得混合氣體，待溶液中無(wú)氣泡產(chǎn)生，停止滴加，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、干燥得到NaNO3固體

【解析】

銅片用硝酸酸洗，洗去銅片表面難溶的Cu2(OH)2SO4，水洗去可溶性離子，再加硝酸進(jìn)行酸溶，銅片溶解，得到大量的硝酸銅和雜質(zhì)硝酸鐵，調(diào)節(jié)pH=3~4，并保溫3個(gè)小時(shí)，促進(jìn)Fe3＋水解，使Fe3＋完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，過(guò)濾得到硝酸銅的水溶液。

（1）“酸洗”的目的是除去銅片表面難溶的Cu2(OH)2SO4，“酸洗”時(shí)反應(yīng)的離子方程式：Cu2(OH)2SO4＋2H+=2Cu2++SO42-+2H2O；

（2）“水洗”去除銅片表面可溶性離子，“水洗”后檢驗(yàn)銅片表面是否洗滌干凈方法是：取最后一次所得水洗液，向其中加入足量鹽酸，再加入氯化鋇溶液，若無(wú)沉淀生成，則銅片已洗滌干凈；

（3）①“酸溶”時(shí)為防止反應(yīng)過(guò)于劇烈，減緩反應(yīng)速率，可以采取的措施有適當(dāng)降低反應(yīng)溫度、緩慢滴加硝酸溶液；

②通入氧氣，可以把部分NO和NO2轉(zhuǎn)化為硝酸，從而減少硝酸的用量，同時(shí)可以將裝置內(nèi)剩余的NO和NO2轉(zhuǎn)移到燒杯內(nèi)進(jìn)行尾氣吸收，故通入空氣的作用是：部分NO和NO2轉(zhuǎn)化為硝酸，從而減少硝酸的用量；將NO和NO2轉(zhuǎn)移到燒杯內(nèi)進(jìn)行尾氣吸收；

（4）調(diào)節(jié)pH=3~4，并保溫3個(gè)小時(shí)，為了促進(jìn)Fe3＋水解，使Fe3＋完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀；

（5）燒杯中所得溶液含有NaNO2和NaNO3，要完全轉(zhuǎn)化為NaNO3，NaNO2需要加入硝酸進(jìn)行轉(zhuǎn)化，在此過(guò)程中有NO氣體，防止該氣體逸出，同時(shí)鼓入空氣并用NaOH溶液吸收所得混合氣體，待溶液中無(wú)氣泡產(chǎn)生，停止滴加，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、干燥得到NaNO3固體。