[题目]以冶铜工厂预处理过的污泥渣(主要成分为 CuO 和 Cu)为原料制备 CuSO45H2O 晶体的流程如下 :已知:①CuO在氨水作用下可以生成 Cu(NH3)4(OH)2 ②CuSO45 H2O 加热到 4 5℃时开始失水.请回答: (1)步骤 l 中.空气的主要作用是 .(2)下列关于步骤II说法不正确的是 .A.操作 1 可选择倾析法过滤. 玻� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】以冶铜工厂预处理过的污泥渣(主要成分为 CuO 和 Cu)为原料制备 CuSO45H2O 晶体的流程如下：

已知：①CuO在氨水作用下可以生成 Cu(NH3)4(OH)2

②CuSO45 H2O 加热到 4 5℃时开始失水。

请回答:

(1)步骤 l 中，空气的主要作用是____。

(2)下列关于步骤II说法不正确的是____。

A.操作 1 可选择倾析法过滤，玻璃棒的作用是：先搅拌，再引流

B.操作 1 应趁热过滤，要防止液体 1 中的溶质因冷却而析出

C.操作 1 为抽滤，在加入需抽滤的物质时，用玻璃棒引流液体，玻璃棒底端需紧贴在滤纸上

D.抽滤时，布氏漏斗的底部斜口面需正对抽滤瓶的抽气口处，是为了提高抽滤的速率

(3)液体 1 通过步骤 III 与步骤IV可得到CuSO45 H2O 晶体。

①蒸氨过程的生成物均是由两种元素组成的化合物，则除氨外其余产物的化学式为_____。

②步骤IV中包含多步操作，将下列步骤按正确的步骤排序(必要时步骤可重复选)。_____→得到固体物质→ ____ →将液体放于蒸发皿中加热→ ____→_____→_____→_____ →得到晶体

a.过滤 b.用玻璃棒不断搅拌溶液 c.用足量稀硫酸溶解固体 d.停止加热 e.至溶液表面析出晶膜

(4)步骤1中分别选用氨水、氨水－碳酸铵混合溶液氨浸时，铜元素回收率随温度变化如图所示。

①浸取液为氨水时，反应温度控制为 55℃，温度过高铜元素回收率降低的原因是_______。

②浸取液为氨水一碳酸铵混合溶液时，铜元素回收率受温度影响较小的原因可能是______。

(5)为了提高 CuSO4晶体的产率，实验室还采用以下方法：将CuSO4 溶液转移至蒸馏烧瓶中，加入适量冰醋酸，通过下图所示的装置获取晶体。

①加入适量乙酸的目的是：_____。

②图中接真空泵的作用是：______。

【答案】氧化污泥中的铜单质 ABCD ①CuO、H2O a c b e d a 温度过高，导致氨水浓度降低溶液中除了一水合氨外，还有大量的存在，存在水解平衡，温度变化时，因平衡发生移动， NH3H2O浓度变化程度小调节溶液pH, 防止形成碱性物质(碱式盐或氢氧化铜)或抑制水解抽气，减压，防止蒸发溶剂时温度过高而使晶体失水

【解析】

污泥渣中Cu和CuO、氧气、氨水可以生成Cu(NH3)4(OH)2，过滤除去难溶固体，蒸氨过程的生成物均是由两种元素组成的化合物，则除氨外其余产物是氧化铜、水；氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，可得CuSO45H2O晶体；

(1)步骤 l 中，Cu和氧气、氨水反应生成Cu(NH3)4(OH)2，空气的主要作用是氧化污泥中的铜单质；

(2) A.操作 1 可选择倾析法过滤，倾析法可以避免沉淀过早堵塞滤纸小孔而影响过滤速度，为使大多数固体留在烧杯中，不用玻璃棒搅拌烧杯中的液体，故A错误；

B.温度越高，氨气的溶解度越小，故B错误；

C.操作 1 为抽滤，在加入需抽滤的物质时，使抽滤的物质匀分布在整个滤纸面上，故C错误；

D.抽滤时，布氏漏斗的底部斜口面需正对抽滤瓶的抽气口处，防止布氏漏斗下端液体被吸进减压水泵里，故D错误；

选ABCD；

(3)①蒸氨过程的生成物均是由两种元素组成的化合物，根据元素守恒，则除氨外其余产物的化学式为CuO、H2O；

②步骤IV中包含多步操作，过滤(a)→得到固体物质→用足量稀硫酸溶解固体(c)→将液体放于蒸发皿中加热→用玻璃棒不断搅拌溶液(b)→至溶液表面析出晶膜(e)→停止加热(d)→过滤 (a)→得到晶体；

(4)①氨气的溶解度随温度升高而降低，温度过高，导致氨水浓度降低，所以浸取液为氨水时，反应温度控制为55℃，温度过高铜元素回收率降低。

②浸取液为氨水一碳酸铵混合溶液时，除了一水合氨外，还有大量的存在，存在水解平衡，温度变化时，因平衡发生移动，NH3H2O浓度变化程度小，所以浸取液为氨水一碳酸铵混合溶液时，铜元素回收率受温度影响较小；

(5)①酸可抑制铜离子水解，加入适量乙酸的目的是调节溶液pH，防止铜离子水解；

②CuSO45 H2O加热到 4 5℃时开始失水，图中接真空泵抽气、减压，防止蒸发溶剂时温度过高而使晶体失水。

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Ⅱ．萃取和反萃取的反应原理分别为:

Ni(NH3)62++ 2HRNiR2+2NH4++4NH3 ；NiR2+2H+Ni2+ +2HR

(1)为了加快浸取速率，可采取的措施为__________（任写一条）。

(2)已知浸取过程中NH3和NH4+的物质的量之和与Ni、Cd、Co浸取率的关系如表2所示。

表2 浸取过程中氨总量与各离子浸取率的关系

编号	n(NH3)+ n(NH4+)/mol	Ni浸取率/%	Cd浸取率/%	Co浸取率/%
①	2.6	97.2	88.6	98.1
②	3.5	86.0	98.8	86.7
③	4.8	98.4	98.8	94.9
④	5.6	97.7	85.1	96.8
⑤	9.8	95.6	84.1	96.1

则可采用的最佳实验条件编号为_____。

(3)Co(OH)3与盐酸反应产生气体单质，该反应的化学方程式______。

(4)操作①的名称为_________、过滤、洗涤。

(5)向有机相中加入H2SO4能进行反萃取的原因为_______（结合平衡移动原理解释）。

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(7)上述工艺流程中可能循环使用的物质为______。

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实验步骤：

I．先在反应瓶中加入冰醋酸、乙酸丁酯和固体酸催化剂，开通仪器1和8，温度维持为55℃；

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（1）仪器 6的名称是______，反应器 2中制备过氧乙酸（CH3COOOH）的化学反应方程式为_____。

（2）反应中维持冰醋酸过量，目的是提高_____；分离反应器 2中的混合物得到粗产品，分离的方法是_________。

（3）实验中加入乙酸丁酯的主要作用是_________（选填字母序号）。

A 作为反应溶剂，提高反应速率

B 与固体酸一同作为催化剂使用，提高反应速率

C 与水形成沸点更低的混合物，利于水的蒸发，提高产率

D 增大油水分离器 5的液体量，便于实验观察

（4）从仪器 5定期放出乙酸丁酯和水的混合物，待观察到___________（填现象）时，反应结束。

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