Question

碱式碳酸铜[CuCO₃·Cu(OH)₂]是一种用途广泛的化工原料，可用于作有机催化剂、颜料制造、原油贮存时脱碱等。用废杂铜(主要成分为Cu，还含有少量杂质Fe)制取碱式碳酸铜的工艺流程如图所示。

（1）步骤①浸出时，硝酸浓度不易过大，其原因是____。

（2）步骤②分离前需将溶液pH调节在4左右，其目的是                        ，所得废渣的主要成分为____________。

（3）步骤③合成时，采用将NaHCO₃溶液迅速投入Cu(NO₃)₂溶液中，其主要原因是            ；合成时发生反应的化学方程式为____________。

（4）本实验中两次用到固液分离，本实验中最适合固液分离的设备是____________。

（5）步骤⑤洗涤主要除去的杂质离子是              。

（6）准确称取所得产品m g，放入碘量瓶中，加入2 g KI及5 ml3 mol/L稀硫酸（两试剂均过量）摇匀并静置10 min(2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂)，再加入2 mL淀粉溶液，用c mol/L的Na₂S₂O₃标准溶液滴定(I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-)，到滴定终点时消耗Na₂S₂O₃标准溶液V mL，则样品中铜元素的质量分数为________。

Answer

（1）硝酸的利用率低，产生的氮氧化合物也多；

（2）使Fe3+完全水解转化为沉淀，Cu2+不水解；Fe(OH)3

（3）防止产生Cu(OH)2沉淀；2Cu(NO3)2+4NaHCO3=CuCO3·Cu(OH)2↓+4NaNO3+3CO2↑

（4）离心分离机；

（5）Na+、NO3-

（6）%。

【解析】

试题分析：（1）步骤①浸出时，硝酸浓度不易过大，否则，因为硝酸的挥发，使得硝酸的利用率将降低，并且放出较多的氮氧化合物，故答案为：硝酸的利用率低，产生的氮氧化合物也多；

（2）步骤②分离前需将溶液pH调节在4左右，目的是使Fe3+水解转化为沉淀，而Cu2+不水解，所得废渣中主要含有Fe3+水解生成的Fe(OH)3，故答案为：使Fe3+完全水解转化为沉淀，Cu2+不水解；Fe(OH)3；

（3）步骤③合成时，采用将NaHCO3溶液迅速投入Cu(NO3)2溶液中，防止发生双水解反应，产生Cu(OH)2沉淀；合成时发生反应的化学方程式为2Cu(NO3)2+4NaHCO3=CuCO3·Cu(OH)2↓+4NaNO3+3CO2↑，故答案为：防止产生Cu(OH)2沉淀；2Cu(NO3)2+4NaHCO3=CuCO3·Cu(OH)2↓+4NaNO3+3CO2↑；

（4）最适合固液分离的设备是离心分离机，故答案为：离心分离机；

（5）根据2Cu(NO3)2+4NaHCO3=CuCO3·Cu(OH)2↓+4NaNO3+3CO2↑，溶液中主要含有NaNO3，步骤⑤洗涤主要除去的杂质离子是Na+、NO3-，故答案为：Na+、NO3-；

（6）根据2Cu2++4I-=2CuI↓+I2，I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，得到关系式：

2Cu2+ ~ I2 ~ 2S2O32-

2 2

n(Cu2+) c mol/L×V×10-3L

=，解得：n(Cu2+)=c V×10-3mol，

Cu%=×100%=%，故答案为：%。

考点：考查了物质制备的工艺流程、氧化还原反应滴定的计算的相关知识。