Question

某工业含铜废料含有Cu、CuO、CuS、CuSO₄等成分，利用该含铜废料可生产硝酸铜晶体[Cu(NO₃)₂ •3H₂O],其生产工艺流程如图所示：

回答下列问题：

(1)“焙烧”过程中生成SO₂的化学方程式为___________________。

(2)“酸化”过程的离子方程式为__________________________。

(3)试剂a可以是__________________。

(4)“淘洗”的目的是___________，图中的淘洗液与滤液溶质的阴离子相同，則试剂b是__________，淘洗液的溶质是__________。

(5)“反应”中使用20%硝酸和10% H₂O₂溶液，硝酸起酸的作用，则“反应”的化学方程式为______________。若该步骤只使用20%硝酸，随着反应的进行，温度升高，出现大量红棕色气体，则生成红棕色气体时反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为___________。

(6)“一系列操作”是指化学实验操作，这些操作需要用到的玻璃仪器有_______________。

Answer

2CuS + 3O22SO2 + 2CuO CuO + 2H+==Cu2++H2O 铁粉、锌粉等 除去过量的试剂a(铁粉、锌粉等) 稀硫酸 H2SO4和FeSO4或H2SO4和ZnSO4 Cu + H2O2 +2HNO3==Cu( NO3)2+2H2O 1:2 酒精灯、玻璃棒、烧杯、漏斗

【解析】本题考查化学工艺流程，（1）焙烧产生SO2，由CuS与氧气反应，即反应方程式为CuS＋O2→CuO＋SO2，根据化合价升降法进行配平，即2CuS＋3O2 2SO2＋2CuO；（2）焙烧后得到物质是CuO、CuSO4、Cu，CuO属于酸性氧化物，与硫酸反应的离子方程式为CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O，Cu不与硫酸反应；（3）加入试剂a，发生置换反应，说明试剂a的金属性强于金属铜，试剂a可以是铁单质，也可以是锌等金属性强于铜的金属；（4）加入试剂a过量，淘洗的目的除去过量的试剂a；根据前面流程，过滤中含有的阴离子是SO42－，由于淘洗液与滤液中阴离子相同，即试剂b中含有SO42－，Cu不与稀硫酸反应，Fe或锌与稀硫酸反应，因此试剂b为稀硫酸；淘洗液中含有的溶质为： H2SO4和FeSO4或H2SO4和ZnSO4 ；（5）淘洗得到物质是Cu，流程制备的是Cu(NO3)2·3H2O，硝酸起酸性，因此铜与H2O2发生氧化还原反应，即Cu＋H2O2＋HNO3→Cu(NO3)2＋H2O，根据化合价升降法进行配平，即Cu＋H2O2＋2HNO3=Cu(NO3)2＋2H2O；产生红棕色气体为NO2 ，此时发生反应Cu＋4HNO3=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，根据反应方程式，HNO3既作氧化剂又起酸性，有2molHNO3作氧化剂，即还原剂与氧化剂物质的量之比为1：2；（6）溶液得到Cu(NO3)2·3H2O，需要进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等，因此需要的玻璃仪器是酒精灯、烧杯、玻璃棒、漏斗。