硫酸銅在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中可用于防治魚病,不同魚類對(duì)硫酸銅濃度的適應(yīng)性不同。
(1)工業(yè)上以海綿銅(主要成分為Cu和CuO)為原料制備硫酸銅的流程如圖。
①氨浸出:發(fā)生的主要反應(yīng)有2Cu+O2+4NH3?H2O+2(NH4)2CO3=2Cu(NH3)4CO3+6H2O、2CuO+4NH3?H2O+2(NH4)2CO3=2Cu(NH3)4CO3+6H2O。為了提高氨浸出過(guò)程中銅元素的浸出率,需要控制溫度在25~50℃之間,溫度過(guò)低或過(guò)高都不利于氨浸出,其原因是溫度過(guò)低反應(yīng)速率太慢、
溫度過(guò)高氨水會(huì)分解
溫度過(guò)高氨水會(huì)分解
。
②碳化:碳化后生成Cu2(OH)2CO3沉淀和一種可溶性的鹽 (NH4)2CO3或NH4HCO3
(NH4)2CO3或NH4HCO3
(寫化學(xué)式)。
③轉(zhuǎn)化:Cu2(OH)2CO3沉淀與H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O
Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O
,得到的硫酸銅溶液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
冷卻結(jié)晶
、過(guò)濾、洗滌、干燥,得到硫酸銅晶體。
④該工藝可以循環(huán)利用的物質(zhì)除H2O外,還有 CO2
CO2
(寫化學(xué)式)。
⑤已知不同NH3?H2O的過(guò)量系數(shù)對(duì)Cu的浸出率影響較大。不同NH3?H2O的過(guò)量系數(shù)對(duì)Cu的浸出率以及產(chǎn)品中CuSO4?5H2O的含量影響見表。
氨水的過(guò)量系數(shù) |
海綿銅的質(zhì)量/g |
浸出率% |
CuSO4?5H2O的含量% |
1.5 |
10.0 |
72.40 |
98.44 |
2.0 |
10.0 |
91.90 |
98.86 |
3.0 |
10.0 |
93.90 |
98.83 |
由表可知:氨水的過(guò)量系數(shù)最佳范圍為
2.0-3.0
2.0-3.0
(填“15-2.0”或“2.0-3.0”)。
(2)為檢驗(yàn)?zāi)沉蛩徙~溶液的濃度,小組同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2的實(shí)驗(yàn)方案。
①流程中加入足量BaCl
2溶液的目的是使硫酸銅充分轉(zhuǎn)化為沉淀,判斷BaCl
2溶液已經(jīng)足量的方法為將混合液靜置,向上層清液中滴加
BaCl2
BaCl2
溶液,無(wú)白色沉淀生成,說(shuō)明BaCl
2溶液已足量。
②步驟Ⅳ稱得固體質(zhì)量為2.33g,則該硫酸銅溶液的濃度為
6.4%
6.4%
(結(jié)果保留到0.1%)。
③下列實(shí)驗(yàn)操作會(huì)導(dǎo)致所測(cè)硫酸銅溶液的濃度偏大的有
bc
bc
(填字母)。
a.步驟Ⅰ中將燒杯中的固液混合物轉(zhuǎn)移入過(guò)濾器時(shí)未洗滌燒杯
b.步驟Ⅱ中洗滌不干凈
c.步驟Ⅲ干燥不充分