Question

【題目】硫酸銅是一種應用極其廣泛的化工原料，易溶于水而不易溶于酒精；以下是某工廠用含鐵廢銅為原料生產膽礬（CuSO4·5H2O）和副產物石膏（CaSO4·2H2O）的生產流程示意圖：

膽礬和石膏在不同溫度下的溶解度（g/100g水）如表。

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

請回答下列問題：
（1）紅褐色濾渣的主要成分是氫氧化鐵，氫氧化鐵中陽離子的符號為
（2）含鐵的廢銅和稀硫酸反應的化學方程式；
（3）操作I最后溫度應該控制在℃左右；
（4）從溶液中分離出硫酸銅晶體的操作Ⅱ應為蒸發濃縮、、過濾、洗滌、干燥；晶體用無水乙醇作洗滌液而不用蒸餾水的原因是。

Answer 1

【答案】
（1）Fe3+
（2）Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
（3）100
（4）冷卻結晶,減少因晶體溶解造成的損失
【解析】（1）由工藝流程圖轉化關系可知，浸出液中加入石灰漿調節pH值，鐵離子轉化為Fe（OH）3沉淀析出，紅褐色濾渣的主要成分為Fe（OH）3；
（2）含鐵的廢銅和稀硫酸反應，只有鐵與硫酸反應Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
（3）由表中溶解度關系可知，膽礬溶解度隨溫度升高增大，而石膏的溶解度隨溫度升高降低，所以應控制在較高的溫度，溫度應該控制在100℃，制備的膽礬相對較純；
（4）從溶液中分離出硫酸銅晶體應為將熱溶液冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥；晶體用無水乙醇作洗滌液而不用蒸餾水的原因是減少因晶體溶解造成的損失.
故答案為：（1）Fe3+；（2）Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；（3）100；（4）冷卻結晶；減少因晶體溶解造成的損失.
（1）氫氧化鐵中陽離子是三價鐵離子；
（2）銅和稀硫酸不反應，鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣；
（3）操作I控制的溫度應該是讓石膏的溶解度最小，而膽礬的溶解度達到最大，這樣得到的膽礬才會純度最高；
（4）操作II是為了得到膽礬，此過程應該是蒸發濃縮，由于其溶解度受溫度影響較大，所以要降溫結晶．晶體用無水乙醇作洗滌液而不用蒸餾水是為了減少因晶體溶解造成的損失.