Question

（1）工业上以粗铜为原料采取如图1所示流程制备硝酸铜晶体：①在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是_

（1）工业上以粗铜为原料采取如图1所示流程制备硝酸铜晶体：①在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是______．②在保温去铁的过程中，为使Fe3+沉淀完全，根据下表数据，溶液的pH值应保持在______范围．调节pH值时，可以向溶液中加入的试剂是______（a） NaOH溶液 （b） 氨水 （c） Cu（OH）2 （d） CuO氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物开始沉淀时的pHFe3+1.93.2Cu2+4.76.7③在操作Ⅰ之前，对滤液用HNO3调节pH值至1，其目的是（结合离子方程式说明）______．④从滤液中制取硝酸铜晶体的操作Ⅰ的具体步骤是______．（2）图2是某小组学生查阅资料后所绘出的硝酸铜晶体[Cu（NO3）2?nH2O]的溶解度曲线（温度在30℃左右对应不同的晶体），下列说法正确的是______a．A点时的溶液为不饱和溶液b．B点时两种晶体可以共存c．按上述流程最终得到的晶体一定是Cu（NO3）2?3H2Od．若将C点时的溶液降温至30°C以下，可以析出Cu（NO3）2?6H2O晶体．

Answer 1

（1）粗铜中加入稀硝酸，Fe、Cu和稀硝酸反应生成Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂，同时生成氮氧化物，氮氧化物和水反应生成硝酸，能循环利用，调节溶液的pH，将Fe（NO₃）₃转化为Fe（OH）₃沉淀，然后过滤得到滤渣，滤液为Cu（NO₃）₂溶液，向滤液中加入稀硝酸并调节溶液的pH，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到硝酸铜晶体，
①氮氧化物有毒，且NO不和水反应，通入氧气和水，氮氧化物和氧气、水反应生成硝酸，硝酸能循环利用，从而提高原料利用率，且减少污染物的排放，
故答案为：将NO_x转化为硝酸，提高原料的利用率，减少污染物的排放；
②调节溶液的pH使氢氧化铁完全沉淀，铜离子不产生沉淀，当溶液的pH在1.9～3.2之间，铁离子沉淀，而铜离子不产生沉淀，pH为4.7时铜离子产生沉淀，所以调节溶液的pH为3.2--4.7；加入的物质不能引进新的杂质，且要将铁离子转化为沉淀，增大溶液的pH，氨水和NaOH引进新的杂质，CuO和氢氧化铜能和氢离子反应从而升高溶液的pH，故选cd，
故答案为：3.2--4.7；cd；
③铜离子水解生成氢氧化铜和氢离子，水解方程式为Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，加入稀硝酸能抑制硝酸铜溶解，故答案为：由于铜离子水解，Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，加入HNO₃能抑制硝酸铜水解；
④从滤液中制取硝酸铜晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤；
（2）a．在溶解度曲线上方的溶液为过饱和溶液，所以A点时的溶液为饱和溶液，故错误；
b．根据图象知，B点时两种晶体在水溶液中都达到饱和，所以二者可以共存，故正确；
c．结晶温度较低，晶体以Cu（NO₃）₂?6H₂O析出，故错误；
d．若将C点时的溶液降温至30°C以下，如果溶液为过饱和溶液，根据图象知，可以析出Cu（NO₃）₂?6H₂O晶体，故正确；
故选bd．