Question

硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料，易溶于水而不易溶于酒精；以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾（CuSO₄•5H₂O）和副产物石膏（CaSO₄•2H₂O）的生产流程示意图：

胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（g/100g水）如表．

温度（℃）	20	40	60	80	100
石膏	0.32	0.26	0.15	0.11	0.07
胆矾	32	44.6	61.8	83.8	114

请回答下列问题：

（1）红褐色滤渣的主要成分是　　；

（2）含铁的废铜和稀硫酸反应的化学方程式　F　；

（3）操作I最后温度应该控制在　　℃左右；

（4）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作Ⅱ应为蒸发浓缩、　　、过滤、洗涤、干燥；晶体用无水乙醇作洗涤液而不用蒸馏水的原因是　　．

Answer 1

【分析】（1）由工艺流程图转化关系可知，红褐色滤渣的主要成分为氢氧化铁；

（2）铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；

（3）将加热温度控制在100℃以内，采取水浴加热，受热均匀；

（4）从溶液中分离出硫酸铜晶体应为将热溶液冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．结合物质的溶解性来分析．

【解答】解：（1）由工艺流程图转化关系可知，浸出液中加入石灰浆调节pH值，铁离子转化为Fe（OH）₃沉淀析出，红褐色滤渣的主要成分为Fe（OH）₃．故答案为：Fe（OH）₃；

（2）铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；故填：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；

（3）由表中溶解度关系可知，胆矾溶解度随温度升高增大，而石膏的溶解度随温度升高降低，所以应控制在较高的温度，温度应该控制在100℃，制备的胆矾相对较纯．故答案为：100；

（4）从溶液中分离出硫酸铜晶体应为将热溶液冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；晶体用无水乙醇作洗涤液而不用蒸馏水是为了减少晶体溶解损失；故填：冷却结晶；减少因晶体溶解造成的损失．