Question

某工厂的固体废渣中主要含Cu和CuO，还含有少量Cu₂O和SiO₂等。利用该固体废渣制取Cu(NO₃)₂的部分工艺流程如图所示：

（1）Cu与稀硝酸反应的离子方程式为___。

（2）酸溶时，反应温度不宜超过70℃，其主要原因是___，若保持反应温度为70℃，欲加快反应速率可采取的措施为___（写出一种即可）。

（3）过滤后所得废渣的主要成分的化学式为___。

（4）Cu(NO₃)₂晶体受热易分解成CuO，同时产生NO₂和O₂，该反应的化学方程式为___，由Cu(NO₃)₂溶液制备Cu(NO₃)₂晶体的操作方法是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、___、___。

Answer

3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 防止温度过高HNO3分解（或者挥发） 搅拌、将固体废渣粉碎、适当提高硝酸的浓度 SiO2 2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2 冰水洗涤 低温烘干

【解析】

固体废渣中主要含Cu和CuO，还含有少量Cu2O和SiO2等，加入稀硝酸酸溶发生氧化还原反应生成NO，铜和氧化亚铜被氧化得到硝酸铜，氧化铜溶解得到硝酸铜，二氧化硅和稀硝酸不发生反应，加入氢氧化铜中和酸，过滤得到滤渣主要是二氧化硅，滤液主要是硝酸铜溶液，据此分析解答；

(1)Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水；

(2)硝酸加热会发生分解，加快反应速率可以增大浓度、增大接触面积，搅拌等措施；

(3)分析可知过滤后所得废渣的主要成分为二氧化硅；

(4)Cu(NO3)2晶体受热易分解成CuO，同时产生NO2和O2；由Cu(NO3)2溶液制Cu(NO3)2晶体的操作方法是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温烘干。

(1)Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3−=3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案为：3Cu+8H++2NO3−=3Cu2++2NO↑+4H2O；

(2)为了防止温度过高HNO3分解，所以酸溶时，反应温度不宜超过70℃；根据影响化学反应速率的因素，若保持反应温度为70℃，欲加快反应速率可采取的措施为搅拌、将固体废渣粉碎、适当提高硝酸的浓度，故答案为：防止温度过高HNO3分解（或者挥发）；搅拌、将固体废渣粉碎、适当提高硝酸的浓度；

(3)Cu、CuO、Cu2O和SiO2这四种物质，只有SiO2和硝酸不反应，所以过滤后所得废渣的主要成分是二氧化硅，化学式为SiO2，故答案为：SiO2；

(4)Cu(NO3)2晶体受热易分解成CuO，同时产生NO2和O2，则该反应的化学方程式为2 Cu(NO3)22 CuO+4NO2↑+ O2；根据硝酸铜的溶解性特征及受热易分解的性质，由Cu(NO3)2溶液制Cu(NO3)2晶体的操作方法是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温烘干，故答案为：2Cu(NO3)22 CuO+4NO2↑+ O2；冷水洗涤；低温烘干。