(15分)工业中利用废铜(含有锌、铝等)制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中加热,使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。 下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L —1 计算)。
②由表可知Zn(OH) 2 能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH) 4 ] 2— ,请写出金属锌与氢氧化钠溶液反应的离子方程式 (2)为了符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计: 第一组:空气为氧化剂法 将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO 4 ,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加入物质甲调节pH,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10 -5 mol·L -1 ,就认为沉淀完全。已知:K sp [Fe((OH) 3 ]≈10 -38 ,然后过滤、浓缩、结晶。 请回答下列问题: ①方案为了使铁离子全部沉淀,应调节pH至少为 。 ②方案中甲物质可选用的是 A.CaO B.NaOH C.CuCO 3 D.Cu 2 (OH) 2 CO 3 E.Fe 2 (SO 4 ) 3 ③方案中加入少量FeSO 4 可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因 。 第二组:过氧化氢为氧化剂法 将铜粉放到 1.5 mol·L -1 的足量稀硫酸中,控温在50℃加入10%的足量H 2 O 2 反应0.5 h,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO 4 ·5H 2 O 。 请回答下列问题: ④用过氧化氢为氧化剂法比流程中采用硝酸和硫酸溶解的优点是 。 ⑤用少量95%的酒精淋洗的目的是 。 (3)废铜溶解后经过一系列操作得到硫酸铜溶液,补充完整由溶解液制备纯净硫酸铜溶液的实验步骤 。 |
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(2014•罗庄区模拟)利用硫酸和废铜屑制取硫酸铜,有两种方案:
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你能帮帮他们吗