Question

（1）工业上以粗铜为原料采取如图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，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，根据下表数据，溶液的pH应保持在______范围．

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+ Cu2+	1.9 4.7	3.2 6.7

不用加水的方法调节溶液pH的原因是______．
③进行蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH=1，其目的是（结合离子方程式说明）______．
（2）工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜，电镀时阴极的电极反应式是______．
（3）图是某小组同学查阅资料所绘出的硝酸铜晶体[Cu（NO₃）₂?nH₂O]的溶解度曲线（温度在30℃前后对应不同的晶体），下列说法正确的是______（填字母）．
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是Cu（NO₃）₂?3H₂O
d．若将C点时的溶液降温至30℃以下，可以析出Cu（NO₃）₂?6H₂O晶体
（4）某些共价化合物（如H₂O、NH₃、N₂O₄等）在液态时有微弱的导电性，主要是因为发生了电离，如：2NH₃NH₄⁺+NH₂^-，由此制备无水硝酸铜的方法之一是用Cu与液态N₂O₄反应．液态N₂O₄电离得到的两种离子所含电子数相差18，则液态N₂O₄电离的方程式是______；Cu与液态N₂O₄反应制得无水硝酸铜的化学方程式是______．

Answer 1

解：（1）①氮氧化物与水和氧气发生氧化还原反应最终生成硝酸，在步骤a中，需要通入氧气和水，有利于提高原料的利用率，减少污染物的排放；
故答案为：提高原料的利用率，减少污染物的排放；
②向溶液中加入CuO，调节溶液的pH目的是铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀，依据图表数据分析可知PH应为：3.2～4.7；Fe³⁺易水解，为利用溶液的蒸发浓缩，应尽量用浓溶液，即加水会将溶液稀释，不利于将滤液蒸发浓缩，
故答案为：3.2～4.7；加水会将溶液稀释，不利于将滤液蒸发浓缩；
③硝酸铜溶液中存在：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，进行蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH=1，可以抑制硝酸铜的水解，有利用硝酸铜晶体的析出，
故答案为：由于Cu²⁺发生水解：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，加入硝酸可以抑制硝酸铜的水解；
（2）工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜，电镀时，镀层金属做阳极，待镀物质做阴极，阴极的电极反应式是：Cu²⁺+2e^-=Cu
故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）a．处于曲线上的点为饱和溶液状态，A点在曲线上方，应为过饱和溶液，故a错误；
b．B点为生成晶体的转折点，两种晶体可以共存，故b正确；
c．上述流程是在低温下进行的．最终得到的晶体是Cu（NO₃）₂?6H₂O，故c错误；
d．由图象可以看出，溶液降温至30℃以下，可以析出Cu（NO₃）₂?6H₂O晶体，故d正确，
故答案为：b、d；
（4）液态N₂O₄电离得到的两种离子所含电子数相差18，则液态N₂O₄电离的方程式是；N₂O₄?NO⁺+NO₃^-；Cu与液态N₂O₄反应制得无水硝酸铜，根据质量守恒和电子守恒可写出反应的化学方程式为Cu+2N₂O₄=Cu（NO₃）₂+2NO↑，
故答案为：N₂O₄?NO⁺+NO₃^-；Cu+2N₂O₄=Cu（NO₃）₂+2NO↑；
分析：（1）①氮氧化物与水和氧气发生氧化还原反应最终生成硝酸；
②Fe³⁺易水解，为利用溶液的蒸发浓缩，应尽量用浓溶液；
③从影响盐类水解平衡移动的角度分析；
（2）电镀时，镀层金属做阳极，待镀物质做阴极；
（3）分析曲线，处于曲线上的点为饱和溶液状态，根据不同温度所得晶体不同分析；
（4）依据2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，类推结合题干信息写出电离方程式；从质量守恒的角度书写反应的化学方程式．
点评：本题考查铜以及化合物的性质，题目难度中等，本题注意盐类水解平衡的影响因素，做题时注意把握题给信息，注重知识迁移能力的培养．