【答案】Cu + 4H++ 2NO3-=Cu2++ 2NO2↑+ 2H2O或3Cu + 8H++ 2 NO3-=3Cu2++ 2NO↑+ 4H2O Au、Pt 将Fe2+氧化为Fe3+ 不引入杂质，对环境无污染 使Fe3+、Al3+沉淀除去 加热滤液2，经过蒸发、冷却、 结晶、过滤 ，最终制得硫酸铜晶体 甲 所得产品中含有较多
c?b?10?3?250?5Fe2(SO4)3杂质 乙 × 100%
a【解析】 【分析】 【详解】
（1）Cu与混酸反应的实质是与H+、NO3-反应，随反应进行离子浓度逐渐减小，所以离子方程式为Cu + 4H++ 2NO3-=Cu2++ 2NO2↑+ 2H2O，3Cu + 8H++ 2 NO3-=3Cu2++ 2NO↑+ 4H2O，Au、Pt不与混酸反应，所以滤渣的主要成分是Au、Pt；
（2）加过氧化氢的目的是把亚铁离子氧化成铁离子，方便除去；而且加入过氧化氢不会引入新的杂质且无污染；调节溶液的pH目的是使Fe3+、Al3+沉淀除去；
5H2O的方法是把滤液蒸发得浓溶液再冷却结晶，过滤得硫酸铜（3）由滤液2得到CuSO4·晶体；
（4）甲方案不可行，因为滤渣2的主要成分是Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，加入硫酸沉淀全部溶解使制得的产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质； 从原子利用率角度分析，乙方案更合理，不仅能除去硫酸铁，同时增加了硫酸铝的量，原子利用率较高；
5H2O质量（5）由滴定反应方程式得100mL溶液中n（Cu2+）=b×10-3×a×5mol，所以CuSO4·分数= b×10-3×a×5×250/a×100%。
5．氯化亚铜（CuCl）常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末，微溶于水、不溶于乙醇和稀硫酸。工业上用制作印刷电路的废液（含Fe3?、Cu2?、Fe2?、Cl?）生产
CuCl的流程如图所示：
根据以上信息回答下列问题：
（1）生产过程中：X是________，Z是________。（均填化学式） （2）写出生成CuCl的离子方程式________。
（3）析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤的原因是________。 （4）在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO2气体，其理由是________。 （5）已知：常温下Ksp?CuCl??1.6?10，Ksp?CuI??1.2?10?7?12，现向CuCl饱和溶
c(Cu+)=________。 液中加入NaI固体至cI?0.1mol?L，此时溶液中
c(Cl-)??-?1（6）实验探究pH对CuCl产率的影响如下表所示：
pH 1 70 2 90 3 82 4 78 5 75 6 72 7 70 CuCl产率/% 析出CuCl晶体最佳pH为________，当pH较大时CuCl产率变低的原因是________。 【答案】Fe Cl2或H2O2等合理答案亦可 2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+ 减少产品CuCl的损失 Cu+2 H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O反应中生成的CuSO4和 SO2为
1∶1，CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2 H2SO4反应中消耗CuSO4和SO2也为1∶1，所以理论上不需要补充SO2气体 3?10?8 2 pH较大时，Cu2?水解程度增大，反应生成CuCl减少 【解析】 【分析】
根据流程图，蚀刻液为氯化铁溶液，则滤液①为氯化亚铁，因此印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)中应先加入过量的铁粉除去铜离子和铁离子，过滤后，在滤液1中通入过量的氯气，可生成氯化铁，用于制作蚀刻液；滤渣①含有铜、铁，加入过量的盐酸除去铁，滤液②为氯化亚铁，滤渣②中含有铜，可与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，铜与氯气反应生成氯化铜，调节溶液pH，可生成硫酸和CuCl晶体，据此分析解答。 【详解】
(1)由以上分析可知X是Fe，Z是Cl2，故答案为：Fe；Cl2；
(2)生成CuCl的离子方程式为2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+，故答案为：2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+；
(3) 氯化亚铜微溶于水、不溶于乙醇和稀硫酸，析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤，可减少产品CuCl的损失，同时乙醇易挥发，便于干燥，故答案为：减少产品CuCl的损失；
(4)依据图示可知：Cu+2 H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O反应中生成的CuSO4和 SO2为
CuSO4+SO2↑+2H2O反应中生成
1∶1，CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2 H2SO4反应中消耗CuSO4和SO2也为1∶1，所以理论上不需要补充SO2气体，故答案为：Cu+2 H2SO4(浓) 也为1∶1，所以理论上不需要补充SO2气体；
(5)常温下Ksp(CuCl)=1.6×10-7，Ksp(CuI)=1.2×10-12，现向CuCl饱和溶液中加入NaI固体至c(I-?121.2?10)=0.1mol?L-1，c(Cu2+)=mol/L=1.2×10-11，c(Cl-)=1.6?10?7mol/L=4×10-4mol/L，此
0.1的CuSO4和 SO2为1∶1，CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O = 2CuCl↓+2 H2SO4反应中消耗CuSO4和SO2
c(Cu+)1.2?10?11==3×10-8，故答案为：3×10-8； 时溶液中-?4c(Cl)4?10 (6)由表中数据可知，析出CuCl晶体最佳pH为2，pH较大时，铜离子水解程度增大，反应生成CuCl减少，CuCl产率降低，故答案为：2；pH较大时，铜离子水解程度增大，反应生成CuCl减少。 【点睛】
根据实验目的正确理解实验流程图是解题的关键。本题的易错点和难点为(4)，要注意根据反应的方程式分析判断。
6．工业上由含铜废料(含有Cu、CuS、CuSO4等)制备硝酸铜晶体的流程如下：
(1) “焙烧”时CuS转化为CuO和SO2，反应的化学方程式为_________________________。 (2) “酸化”步骤反应的离子方程式为______________________________。 (3) “过滤”所得滤液中溶质的主要成分为__________。 (4) “淘洗”所用的溶液A应选用______(填序号)。 a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．稀硝酸 d．浓硝酸
(5) ①“反应”一步的过程中发生反应Cu+2HNO3+H2O2=Cu(NO3)2+2H2O。该反应中被还原的物质为__________。
②“反应”一步中若不加10% H2O2，只用浓HNO3，随着反应的进行，容器内持续出现大量红棕色气体NO2，请写出该反应的离子方程式____________________。 (6) 由“反应”所得溶液中尽可能多地析出Cu(NO3)2·3H2O晶体的方法是
___________________________________________________________________________。(相关物质的溶解度曲线如图所示)
【答案】2CuS+3O2
Δ2CuO+2SO2 CuO+2H+=Cu2++2H2O FeSO4 a H2O2 CuO+4H++2NO3-=
Cu2++2H2O+2NO2? 蒸发浓缩，冷却至26.4摄氏度时结晶 【解析】 【分析】
工业上由含铜废料(含有Cu、CuS、CuSO4等)制备硝酸铜晶体，废料通入空气焙烧后铜生成氧化铜，硫化铜转化为CuO和SO2，加入硫酸酸化生成硫酸铜，加入过量的铁发生置换反应生成铜，过滤得到滤渣铁和铜，用冷水淘洗后加入20%的HNO3和0%的H2O2发生反应，蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4°C结晶，从“反应”所得溶液中析出Cu(NO3)2?3H2O。 【详解】
(1)CuS焙烧和氧气反应转化为CuO和SO2，根据电子守恒和元素守恒可知反应的化学方程式为：2CuS+3O2
ΔCuO+2SO2；
(2)焙烧后主要为氧化铜，酸化过程氧化铜和氢离子反应生成铜离子和水，离子方程式为：CuO+2H+=Cu2++2H2O；
(3)根据分析可知过滤得到滤液主要为硫酸亚铁溶液，即“过滤”所得滤液中溶质的主要成分为FeSO4；
(4)淘洗加入酸不能具有强氧化性，否则会溶解铜， a、稀硫酸，不能和铜反应，故a选；
b、浓硫酸和铜常温下不反应，但遇到水溶解放出大量热，会和铜发生反应，故b不选； c、稀硝酸具有氧化性能氧化铜，故c不选； d、浓硝酸能溶解铜，故d不选； 故答案为：a；
(5)①该反应中H2O2中的氧元素由-1价变为-2价，化合价降低被还原； ②若不加10%H2O2，只用20%HNO3，铜和浓硝酸反应生成二氧化氮气体， 反应的离子方程式为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；
(6)图象中结晶水合物的溶解度随温度变化曲线可知，温度高于26.4°C溶液中才能析出Cu(NO3)2?3H2O，所以从“反应”所得溶液中析出Cu(NO3)2?3H2O的方法是：蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4°C结晶。 【点睛】
配平氧化还原方程式时先分析元素化合价的变化，找出氧化剂还原剂和氧化产物还原产物，之后依据电子守恒和元素守恒配平反应方程式。
7．硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂、氧化剂和催化剂等。 （1）工业制硫酸铜的方法很多。
① 方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜。该反应的化学方程式是________，此法的最大缺点是__________。
②方法二、用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜，生产的主要过程如下图所示：
稀硫酸、铜和氧化铁反应的化学方程式是_________________；向混合溶液中通入热空气的反应的离子方程式是___________________；由滤液得到无水硫酸铜的实验操作是______________。
（2）氨法脱硫技术可吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，同时制得硫酸铵。主要的工艺流程如下图所示：