题目内容
【题目】辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2).一种以辉铜矿石为原料制备硝酸銅的工艺流程如下所示:
(1)写出“浸取”过程中Cu2S溶解时发生反应的离子方程式:_________。
(2)“矿渣”中除了S以外,还有_______(填化学式);“回收S”"过程中温度控制在50~60℃之间,不宜过高或过低的原因是_________ 。
(3)“保温除铁”过程中,加入CuO的目的是_________;“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中,要用HNO3溶液调节溶液的pH,其理由是_________ 。
(4)气体NOx与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质,该反应的化学方程式为________________;向“滤液M”"中加入(或通入)________ (填字母代号),可得到另一种流程中可循坏利用的物质。
A.铁 B.氯气 C.高锰酸钾
【答案】 Cu2S+4Fe3+=2Cu2++4Fe2++S SiO2 温度过高苯易挥发,温度过低矿渣中硫的溶解速率或溶解度小 调节溶液的pH,促进Fe3+水解平衡正向移动,生成Fe(OH)3沉淀 抑制Cu2+的水解 4NOx+(5-2x)O2+2H2O=4HNO3 B
【解析】考查化学工艺流程,(1)Cu2S中Cu显+1价,S显-2价,都具有还原性,FeCl3中Fe3+具有强氧化性,根据流程,浸取发生的离子反应是Cu2S+4Fe3+=2Cu2++4Fe2++S;(2)根据辉铜矿的成分,含有少量的脉石,SiO2不与FeCl3发生反应,因此矿渣中还含有SiO2;苯的沸点较低,温度过高,苯易挥发,温度过低,反应速率慢或溶解度小;(3)置换过程过滤后,得到固体物质是Cu和Fe,Cu和Fe与硝酸反应生成Cu(NO3)2和Fe(NO3)3,Fe3+水解:Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,加入CuO的目的是调节件pH,促使Fe3+水解,生成氢氧化铁沉淀;Cu(NO3)2溶液中Cu2+发生水解,Cu2++2H2O=Cu(OH)2+2H+,加入硝酸,抑制Cu2+水解;(4)氮的氧化物与氧气、H2O反应生成HNO3,硝酸是循环利用的一种物质,该反应的化学方程式为4NOx+(5-2x)O2+2H2O=4HNO3;置换中发生Fe+CuCl2=FeCl2+Cu、Fe+2FeCl3=3FeCl2,滤液M中成分是FeCl2,根据流程图,FeCl3是循环物质,即需要加入Cl2,把FeCl2氧化成FeCl3,故选项B正确。
