题目内容

【题目】辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S),还含有FeOCaOSiO2等。以辉铜矿石为原料制备CuCl2·2H2O的工艺流程如图所示:

已知:Ⅰ.金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

Ⅱ.NaCl易溶于水,不溶于酒精,随温度变化溶解度变化不明显;CuCl2·H2O易溶于水,酒精,浓氨水,随温度升高溶解度变化明显增大。

Ⅲ.Ksp(CaF2)=4.0×10-11

1)为了提高“溶浸”效率,可采取的措施是___。写出“溶浸”过程中Cu2S溶解时离子方程式:___

2)“脱硫”时,随着温度的升高,脱硫率呈上升趋势(如图),原因是___

3)写出“脱氟”时HF发生反应的化学方程式:___

4)“沉铁”过程中,加入NaClO的两个作用是___

5)“操作X”的具体操作是___

6)经过“操作X”后,母液经过一系列操作可得到另外一种物质,要得到这种纯净物,最好选用下列试剂洗涤___

A.浓盐酸 B.水 C.酒精 D.浓氨水

7)向“浸出液”中加入NaF除去溶液中Ca2+(浓度为1.0×10-3mol·L-1),当溶液中c(F-)=2.0×10-3mol·L-1时,除钙率为___

【答案】将矿石细磨(搅拌、升温或其它合理答案) Cu2S4Fe3=S4Fe22Cu2 温度升高,单质硫在煤油中的溶解度增加 4HFH2SiO3=SiF4↑+3H2O NaClOFe2氧化Fe3,消耗H+,使H+浓度减小,促使水解平衡Fe33H2OFe(OH)33H向右移动,生成Fe(OH)3沉淀 蒸发浓缩 冷却结晶 C 99%

【解析】

辉铜矿加入氯化铁溶液溶解浸取过滤,得到矿渣加入煤油回收硫单质;加入NaF除去钙离子,生成CaF2沉淀,加盐酸和硅酸钠生成H2SiO3除去多余的氟离子,再用NaClOFe2氧化Fe3,消耗H+,使H+浓度减小,促使水解平衡Fe33H2OFe(OH)33H向右移动,生成Fe(OH)3沉淀;过滤后在滤液中加入盐酸调节pH,蒸发浓缩 冷却结晶,得到CuCl2·H2O

1)为了提高“溶浸”效率,可采取的措施是将矿石细磨(搅拌、升温或其它合理答案);“溶浸”过程中Cu2S溶解时,被Fe3氧化,离子方程式:Cu2S4Fe3=S4Fe22Cu2

故答案为:将矿石细磨(搅拌、升温或其它合理答案);Cu2S4Fe3=S4Fe22Cu2

2)“脱硫”时,随着温度的升高,脱硫率呈上升趋势,温度升高,单质硫在煤油中的溶解度增加;

故答案为:温度升高,单质硫在煤油中的溶解度增加;

3)加盐酸和硅酸钠生成H2SiO3除去多余的氟离子,“脱氟”时HF发生反应的化学方程式:4HFH2SiO3=SiF4↑+3H2O

故答案为:4HFH2SiO3=SiF4↑+3H2O

4)“沉铁”过程中,加入NaClO的两个作用是NaClOFe2氧化Fe3,消耗H+,使H+浓度减小,促使水解平衡Fe33H2OFe(OH)33H向右移动,生成Fe(OH)3沉淀;

故答案为:NaClOFe2氧化Fe3,消耗H+,使H+浓度减小,促使水解平衡Fe33H2OFe(OH)33H向右移动,生成Fe(OH)3沉淀;

5)氯化铜溶于水,则“操作X”的具体操作是蒸发浓缩 冷却结晶。

故答案为:蒸发浓缩 冷却结晶

6)经过“操作X”后,母液经过一系列操作可得到另外一种物质,这种物质是NaClNaCl易溶于水,不溶于酒精,随温度变化溶解度变化不明显;CuCl2·H2O易溶于水、酒精、浓氨水,随温度升高溶解度变明显增大。所以要得到这种纯净物,最好选用洗涤剂酒精,而A.浓盐酸、B.水、D.浓氨水三个选项中提供的物质均能溶解NaCl,故答案为:C

7)当溶液中c(F-)=2.0×10-3mol·L-1时,Ksp(CaF2)=c(Ca2)c2(F)=c(Ca2)(2.0×10-3)2= 4.0×10-11c(Ca2)=1.0×10-5mol·L-1,则除钙率为 ×100%=99%。

故答案为:99%。

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