Question

【題目】以冶銅工廠預(yù)處理過(guò)的污泥渣(主要成分為 CuO 和 Cu)為原料制備 CuSO45H2O 晶體的流程如下 ：

已知：①CuO在氨水作用下可以生成 Cu(NH3)4(OH)2

②CuSO45 H2O 加熱到 4 5℃時(shí)開始失水。

請(qǐng)回答:

(1)步驟 l 中，空氣的主要作用是____。

(2)下列關(guān)于步驟II說(shuō)法不正確的是____。

A.操作 1 可選擇傾析法過(guò)濾， 玻璃棒的作用是： 先攪拌， 再引流

B.操作 1 應(yīng)趁熱過(guò)濾， 要防止液體 1 中的溶質(zhì)因冷卻而析出

C.操作 1 為抽濾，在加入需抽濾的物質(zhì)時(shí)，用玻璃棒引流液體， 玻璃棒底端需緊貼在濾紙上

D.抽濾時(shí)，布氏漏斗的底部斜口面需正對(duì)抽濾瓶的抽氣口處， 是為了提高抽濾的速率

(3)液體 1 通過(guò)步驟 III 與步驟IV可得到CuSO45 H2O 晶體 。

①蒸氨過(guò)程的生成物均是由兩種元素組成的化合物， 則除氨外其余產(chǎn)物的化學(xué)式為_____。

②步驟IV中包含多步操作， 將下列步驟按正確的步驟排序(必要時(shí)步驟可重復(fù)選)。_____→得到固體物質(zhì)→ ____ →將液體放于蒸發(fā)皿中加熱→ ____→_____→_____→_____ →得到晶體

a.過(guò)濾 b.用玻璃棒不斷攪拌溶液 c.用足量稀硫酸溶解固體 d.停止加熱 e.至溶液表面析出晶膜

(4)步驟1中分別選用氨水、氨水－碳酸銨混合溶液氨浸時(shí)， 銅元素回收率隨溫度變化如圖所示。

①浸取液為氨水時(shí)，反應(yīng)溫度控制為 55℃，溫度過(guò)高銅元素回收率降低的原因是_______。

②浸取液為氨水一碳酸銨混合溶液時(shí)，銅元素回收率受溫度影響較小的原因可能是______。

(5)為了提高 CuSO4晶體的產(chǎn)率， 實(shí)驗(yàn)室還采用以下方法： 將CuSO4 溶液轉(zhuǎn)移至蒸餾燒瓶中， 加入適量冰醋酸， 通過(guò)下圖所示的裝置獲取晶體。

①加入適量乙酸的目的是：_____。

②圖中接真空泵的作用是：______。

Answer 1

【答案】氧化污泥中的銅單質(zhì) ABCD ①CuO、H2O a c b e d a 溫度過(guò)高 ， 導(dǎo)致氨水濃度降低 溶液中除了一水合氨外， 還有大量的存在 ， 存在水解平衡， 溫度變化時(shí)， 因平衡發(fā)生移動(dòng)， NH3H2O濃度變化程度小 調(diào)節(jié)溶液pH, 防止形成堿性物質(zhì)(堿式鹽或氫氧化銅)或抑制水解 抽氣，減壓， 防止蒸發(fā)溶劑時(shí)溫度過(guò)高而使晶體失水

【解析】

污泥渣中Cu和CuO、氧氣、氨水可以生成Cu(NH3)4(OH)2，過(guò)濾除去難溶固體，蒸氨過(guò)程的生成物均是由兩種元素組成的化合物，則除氨外其余產(chǎn)物是氧化銅、水；氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌，可得CuSO45H2O晶體；

(1)步驟 l 中，Cu和氧氣、氨水反應(yīng)生成Cu(NH3)4(OH)2，空氣的主要作用是氧化污泥中的銅單質(zhì)；

(2) A.操作 1 可選擇傾析法過(guò)濾，傾析法可以避免沉淀過(guò)早堵塞濾紙小孔而影響過(guò)濾速度， 為使大多數(shù)固體留在燒杯中，不用玻璃棒攪拌燒杯中的液體，故A錯(cuò)誤；

B.溫度越高，氨氣的溶解度越小，故B錯(cuò)誤；

C.操作 1 為抽濾，在加入需抽濾的物質(zhì)時(shí)，使抽濾的物質(zhì)勻分布在整個(gè)濾紙面上，故C錯(cuò)誤；

D.抽濾時(shí)，布氏漏斗的底部斜口面需正對(duì)抽濾瓶的抽氣口處，防止布氏漏斗下端液體被吸進(jìn)減壓水泵里，故D錯(cuò)誤；

選ABCD；

(3)①蒸氨過(guò)程的生成物均是由兩種元素組成的化合物， 根據(jù)元素守恒，則除氨外其余產(chǎn)物的化學(xué)式為CuO、H2O；

②步驟IV中包含多步操作，過(guò)濾(a)→得到固體物質(zhì)→用足量稀硫酸溶解固體(c)→將液體放于蒸發(fā)皿中加熱→用玻璃棒不斷攪拌溶液(b)→至溶液表面析出晶膜(e)→停止加熱(d)→過(guò)濾 (a)→得到晶體；

(4)①氨氣的溶解度隨溫度升高而降低，溫度過(guò)高 ，導(dǎo)致氨水濃度降低，所以浸取液為氨水時(shí)，反應(yīng)溫度控制為55℃，溫度過(guò)高銅元素回收率降低。

②浸取液為氨水一碳酸銨混合溶液時(shí)，除了一水合氨外， 還有大量的存在 ， 存在水解平衡， 溫度變化時(shí)， 因平衡發(fā)生移動(dòng)，NH3H2O濃度變化程度小，所以浸取液為氨水一碳酸銨混合溶液時(shí)，銅元素回收率受溫度影響較小；

(5)①酸可抑制銅離子水解，加入適量乙酸的目的是調(diào)節(jié)溶液pH，防止銅離子水解；

②CuSO45 H2O加熱到 4 5℃時(shí)開始失水，圖中接真空泵抽氣、減壓，防止蒸發(fā)溶劑時(shí)溫度過(guò)高而使晶體失水。