Question

硫酸銅是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料；以下是某工廠用含鐵廢銅為原料生產(chǎn)膽礬（CuSO₄?5H₂ O）和副產(chǎn)物石膏（CaSO₄?2H₂O）的生產(chǎn)流程示意圖：

膽礬和石膏在不同溫度下的溶解度（g/100g水）見下表．

溫度（℃）	20	40	60	80	100
石膏	0.32	0.26	0.15	0.11	0.07
膽礬	32	44.6	61.8	83.8	114

請(qǐng)回答下列問題：
（1）紅棕色濾渣的主要成分是

Fe（OH）₃

；
（2）寫出浸出過程中生成硫酸銅的離子方程式

3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

；
（3）操作I包括蒸發(fā)濃縮、

趁熱過濾

等操作，溫度應(yīng)該控制在

100

℃左右；
（4）從溶液中分離出硫酸銅晶體的操作Ⅱ應(yīng)為

冷卻結(jié)晶

、

過濾

、洗滌、干燥；晶體用無水乙醇作洗滌液而不用蒸餾水的原因是

減少因晶體溶解而造成的損失

；干燥時(shí)采用晾干，不用加熱烘干的原因是

避免加熱過程中晶體受熱分解

．
（5）取樣檢驗(yàn)是為了確認(rèn)Fe³⁺是否除凈．有同學(xué)設(shè)計(jì)了以下兩種方案，在實(shí)驗(yàn)室分別對(duì)所取樣品按下列方案進(jìn)行操作：
方案一：取樣于試管→滴加KSCN溶液；   方案二：紙層析→噴KSCN溶液；
①你認(rèn)為上述兩種方案設(shè)計(jì)更合理的是

方案二

；
②指出你認(rèn)為不合理方案存在的問題是

Cu²⁺的藍(lán)色對(duì)檢驗(yàn)有干擾

．

Answer 1

分析：（1）由工藝流程圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，紅褐色濾渣的主要成分為氫氧化鐵．
（2）由工藝流程圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，由于硫酸的存在，酸過量，硝酸全起氧化劑作用，酸為稀溶液，生成硫酸銅、NO、水．
（3）由表中溶解度關(guān)系可知，膽礬溶解度隨溫度升高增大，而石膏的溶解度隨溫度升高降低，所以應(yīng)控制在較高的溫度，物質(zhì)分離較完全，制備的膽礬較純．
（4）從溶液中分離出硫酸銅晶體應(yīng)為將熱溶液冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，晶體用無水乙醇作洗滌液而不用蒸餾水是為了 減少晶體溶解損失，不用加熱烘干是為了避免誤讀過高晶體分解；
（5）確認(rèn)Fe³⁺是否除凈應(yīng)注意銅離子的顏色造成的干擾；

解答：解：（1）由工藝流程圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，浸出液中加入石灰漿調(diào)節(jié)pH值，鐵離子轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀析出，紅褐色濾渣的主要成分為Fe（OH）₃，故答案為：Fe（OH）₃．
（2）由于硫酸的存在，且酸過量，硝酸全起氧化劑作用，酸為稀溶液，生成硫酸銅、NO、水，反應(yīng)離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）由表中溶解度關(guān)系可知，膽礬溶解度隨溫度升高增大，而石膏的溶解度隨溫度升高降低，所以應(yīng)控制在較高的溫度，溫度應(yīng)該控制在100℃，制備的膽礬相對(duì)較純，
故答案為：100℃；
（4）從溶液中分離出硫酸銅晶體應(yīng)為將熱溶液冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，晶體用無水乙醇作洗滌液而不用蒸餾水是為了 減少晶體溶解損失；不用加熱烘干避免晶體分解；
故答案為：冷卻結(jié)晶、過濾；減少因晶體溶解而造成的損失；避免加熱過程中晶體受熱分解；
（5）①方案一：取樣于試管→滴加KSCN溶液，由于溶液中含有藍(lán)色的銅離子會(huì)對(duì)現(xiàn)象干擾，不能檢驗(yàn)鐵離子的存在；方案二：徑向?qū)游觥鷩奒SCN溶液，紙上層析是利用混合物中各組分在固定相和流動(dòng)相中的溶解度不同而達(dá)到分離目的，不但可以分辨出鐵離子還能辨別出含有銅離子，故答案為：方案二；             
②取樣于試管→滴加KSCN溶液，由于溶液中含有藍(lán)色的銅離子會(huì)對(duì)現(xiàn)象干擾，不能檢驗(yàn)鐵離子的存在，故答案為：Cu²⁺的藍(lán)色對(duì)檢驗(yàn)有干擾；

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息能力、物質(zhì)分離提純等基本操作、作圖能力等，難度中等，要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用信息、基礎(chǔ)知識(shí)解決問題的能力．