Question

（2010?崇文區二模）硫酸銅、硝酸鐵都是重要的化工原料．
（1）以下是某工廠用含鐵的廢銅為原料生產膽礬（CuSO₄?5H₂O）的生產流程示意圖：

膽礬和石膏在不同溫度下的溶解度（∥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

請回答下列問題：①紅褐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化學方程式

3Cu+2HNO₃+3H₂SO₄=3CuSO₄+2NO↑+4H₂O

；
③操作I的溫度應該控制在

100℃

左右；
④從溶液中分離出硫酸銅晶體的操作Ⅱ應為：將熱溶液

冷卻結晶

、

過濾

、洗滌、干燥．
（2）某興趣小組在實驗室用鐵粉和稀硝酸及右圖裝置制取Fe（NO₃）₃（固定所用儀器和加熱裝置未畫出）．
①為保證原料的充分利用，并加快反應速率，往往將加熱溫度控制在100℃以內．該實驗中對圓底燒瓶加熱的最佳方式是

水浴

加熱；
②請在圖中虛線框內畫出尾氣吸收裝置（提示：堿液可快速、充分吸收產生的氮氧化物氣體）．

Answer 1

分析：（1）①由工藝流程圖轉化關系可知，紅褐色濾渣的主要成分為氫氧化鐵．
②由工藝流程圖轉化關系可知，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，所以應控制在較高的溫度，物質分離較完全，制備的膽礬較純．
④從溶液中分離出硫酸銅晶體應為將熱溶液冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥．
（2）①將加熱溫度控制在100℃以內，采取水浴加熱，受熱均勻．
②堿液可快速、充分吸收產生的氮氧化物氣體，應防止倒吸．采取倒置漏斗或使用安全瓶．

解答：解：（1）①由工藝流程圖轉化關系可知，浸出液中加入石灰漿調節pH值，鐵離子轉化為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，反應方程式為3Cu+2HNO₃+3H₂SO₄=3CuSO₄+2NO↑+4H₂O．
故答案為：3Cu+2HNO₃+3H₂SO₄=3CuSO₄+2NO↑+4H₂O．
③由表中溶解度關系可知，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，所以應控制在較高的溫度，溫度應該控制在100℃，制備的膽礬相對較純．
故答案為：100℃．
④從溶液中分離出硫酸銅晶體應為將熱溶液冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥．
故答案為：冷卻結晶、過濾．
（2）①將加熱溫度控制在100℃以內，采取水浴加熱，受熱均勻、便于控制溫度．
故答案為：水浴．
②堿液可快速、充分吸收產生的氮氧化物氣體，應防止倒吸．吸收采取倒置漏斗或使用防倒吸安全瓶．
如圖所示．
故答案為：．

點評：考查學生對工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息能力、物質分離提純等基本操作、作圖能力等，難度中等，要求學生要有扎實的實驗基礎知識和靈活應用信息、基礎知識解決問題的能力．