Question

(选修—化学与技术)（15分）
（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	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+ Cu2+	1.9 4.7	3.2 6.7

③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30⁰C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 3H₂O       
(d) 若将C点时的溶液降温至30⁰C以下，可以析出Cu(NO₃)₂ 6H₂O晶体

Answer 1

（15分）
（1）①将NO_x转化为硝酸，提高原料的利用率，减少污染物的排放。(3分)
②3.2——4.7 (2分)  (c 、d) (2分)
③由于铜离子水解：Cu²⁺+ 2H₂O?Cu(OH)₂ +2H⁺，加入HNO₃能抑制硝酸铜水解(3分)
④蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤(3分)
（2）b、d(2分)

（1）①氮的氧化物与氧气和水反应生成硝酸，可以循环使用，减少大气污染，所以通入氧气和水的作用是将NO_x转化为硝酸，提高原料的利用率，减少污染物的排放。
②根据氢氧化铁完全沉淀时的PH和氢氧化铜开始沉淀时的PH可以确定溶液的PH应该在3.2——4.7之间。调节pH值时，可以向溶液中加入的试剂是氢氧化铜和氧化铜，若加入氢氧化钠和氨水则铜离子也会被沉淀。
③操作1是蒸发结晶，而铜离子在水中会发生水解产生氢氧化铜调节PH为酸性可以抑制水解，离子方程式为 
④操作Ⅰ是蒸发结晶，操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤。
（2）A点在溶解度曲线之上所以A点是饱和溶液； B点是两种晶体的共存状态，蒸发结晶得到晶体不一定是Cu(NO₃)₂ 3H₂O ；根据溶解度曲线可以得出降温至30⁰C以下，可以析出Cu(NO₃)₂ 6H₂O晶体。所以选b、d。