Question

高純度的CuO可用作顏料、有機合成催化劑等．以下是用粗銅粉氧化法生產高純度CuO的流程圖（說明：所加的試劑均過量）

回答下列問題：
（1）1：1的H₂SO₄是用1體積98%的H₂SO₄與1體積水混合而成．配制該硫酸溶液所需的玻璃儀器除玻璃棒外，還需要______、______．
（2）寫出用硫酸溶解黑色固體的化學方程式：______．
（3）為了達到資源綜合利用的目的，把洗滌濾渣B得到的洗滌液和濾液B合并后，經加熱濃縮、______、______等操作回收綠礬晶體（FeSO₄?7H₂O）．
（4）在洗滌操作中，用______（寫試劑的化學式）洗滌濾渣B．
（5）若不考慮生產過程中的損耗，要計算粗銅中Cu的含量，需要測定的數據是：最終所得氧化銅的質量和______（用文字表示）．

Answer 1

解：（1）因配制硫酸溶液時需利用量筒來量取一定體積的溶液，然后在燒杯中溶解，并用玻璃棒不斷攪拌，故答案為：燒杯；量筒；
（2）因粗銅灼燒后生成黑色的氧化銅，則氧化銅與硫酸反應生成硫酸銅和水，反應為CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O，故答案為：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O；
（3）由轉化圖可知，濾液A為硫酸銅溶液，與鐵粉反應后濾液B為硫酸亞鐵溶液，洗滌濾渣B得到的洗滌液有過量鐵粉與硫酸反應生成的硫酸亞鐵溶液，將混合液來制備綠礬時應先將溶液加熱濃縮、然后冷卻結晶，將析出的固體過濾即可得到綠礬，故答案為：結晶；過濾；
（4）因濾渣B中含有鐵和銅，且洗滌濾渣B得到的洗滌液用來制備綠礬，則洗滌液為含有硫酸根離子的酸，即為硫酸，故答案為：H₂SO₄；
（5）由最終所得氧化銅的質量來計算純銅的質量，則計算粗銅中銅的質量分數還應需要粗銅的質量，故答案為：粗銅粉質量．
分析：（1）根據溶液的配制實驗來分析用到的儀器；
（2）根據黑色固體的成分來分析與硫酸的反應；
（3）由轉化流程圖可知濾液B為硫酸亞鐵溶液，根據溶液來得到晶體來分析實驗操作；
（4）根據濾渣的成分及利用濾液B來制取綠礬晶體來分析選擇洗滌濾渣B的試劑；
（5）計算粗銅中Cu的含量需根據純銅質量及粗銅的質量來計算，利用最終所得氧化銅的質量來計算純銅的質量，則缺少粗銅質量．
點評：本題以粗銅粉氧化法生產高純度CuO的流程圖來考查學生物質的轉化及基本的實驗操作，明確每步轉化后物質的成分及轉化中的反應是解答的關鍵．