Question

氧化銅礦石含有CuO、Cu₂（OH）₂CO₃和Fe₂O₃，還含有一些不溶于水、不溶于酸的其他雜質(zhì)．銅、鐵是畜禽所必需的微量元素．某飼料廠聯(lián)合生產(chǎn)硫酸銅和硫酸鐵工藝流程如下：（提示：溶液中當(dāng)pH=3.8時(shí)硫酸鐵全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，pH=6.4時(shí)硫酸銅全部轉(zhuǎn)化為Cu（OH）₂沉淀）

（1）氧化銅礦石粉碎的目的是

 

．
（2）寫出“酸浸”中Cu₂（OH） ₂CO₃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（3）“中和/過濾”中加入CaCO₃的目的是

 

．
（4）上述工藝流程中多處涉及“過濾”，實(shí)驗(yàn)室中過濾操作需要使用的玻璃儀器有

 

．
（5）Fe（OH）₃與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（6）“烘干粉碎”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示．

序號(hào)	t/h	t/℃	m/g	x
1	3	80	5	4
2	3	160	10	1
3	4	160	10	0.8
4	4	160	5	0
5	5	80	5	3

硫酸銅晶體（CuSO₄?5H₂O）干燥實(shí)驗(yàn)表
表中，m為CuSO₄?5H₂O晶體的質(zhì)量，x為干燥后所得晶體中結(jié)晶水的個(gè)數(shù)．據(jù)此可確定由CuSO₄?5H₂O脫水得流程中所示產(chǎn)品的適宜工藝條件分別為

 

、

 

（分別指出溫度和時(shí)間）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,過濾的原理、方法及其應(yīng)用,酸的化學(xué)性質(zhì),鹽的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：物質(zhì)的制備

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)物的接觸面積與反應(yīng)速率成正比進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)堿式碳酸銅和稀硫酸反應(yīng)會(huì)生成硫酸銅、水和二氧化碳進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)碳酸鈣和酸反應(yīng)會(huì)使溶液酸性降低，利于鐵生成氫氧化鐵沉淀進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)過濾需要的儀器和各儀器的作用選取儀器；
（5）根據(jù)氫氧化鐵會(huì)與硫酸發(fā)生中和反應(yīng)進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)表2、圖1產(chǎn)物與溫度、時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行分析．

解答：解：（1）反應(yīng)物的接觸面積與反應(yīng)速率成正比，將氧化銅礦石粉碎，增大了反應(yīng)物的接觸面積，加快了反應(yīng)速率，氧化銅礦石粉碎的目的是：增大反應(yīng)物的接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率；
（2）堿式碳酸銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水和二氧化碳，
化學(xué)方程式為：Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑；
（3）碳酸鈣和酸反應(yīng)生成鹽和水，降低了溶液的酸性，從而時(shí)鐵離子水解生成沉淀而除去，所以“中和/過濾”中加入CaCO₃的目的是：適當(dāng)降低溶液的酸性，使Fe³⁺水解成沉淀而除出；
（4）實(shí)驗(yàn)室中過濾操作需要使用的玻璃儀器有盛放溶液的燒杯，起引流作用的玻璃棒，過濾作用的漏斗，所以實(shí)驗(yàn)室中過濾操作需要使用的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗；
（5）氫氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，化學(xué)方程式為：2Fe（OH）₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+6H₂O；
（6）由CuSO₄?5H₂O脫水得CuSO₄?H₂O結(jié)合表2知，要想得到目標(biāo)產(chǎn)物，適宜的溫度和時(shí)間分別是160℃、3h．
故答案為：（1）增大反應(yīng)物的接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率；
（2）Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑；
（3）適當(dāng)降低溶液的酸性，使Fe³⁺水解成沉淀而除出；
（4）燒杯、玻璃棒、漏斗；
（5）2Fe（OH）₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+6H₂O；
（6）160℃、3h．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，涉及知識(shí)點(diǎn)較多，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是（6）中溫度和時(shí)間的選取，明確圖表的含義即可得出正確結(jié)論，同時(shí)考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力，難度中等．