Question

【题目】以电镀污泥[主要成分为Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Fe(OH)3和SiO2等]为原料制备纳米铜等的工艺流程如下：

（1）“浸取”时，工业上采用3 mol·L－1H2SO4溶液在室温下浸取1 h。

①Cu2(OH)2CO3被浸取的化学方程式为______________________________________；

②下列措施可提高铜和铁的浸取率的是________(填字母)。

a.将电镀污泥浆化处理 b.适当增大液、固质量比

c.浸取时间缩短一半 d.控制浸取终点pH＞3

（2）“萃取”时，两种金属离子萃取率与pH的关系如图甲所示。当pH＞1.7时，pH越大金属离子萃取率越低，其中Fe3＋萃取率降低的原因是_____________________________________________________________。

（3）“反萃取”得到CuSO4溶液制备纳米铜粉时，Cu2＋的还原率随温度的变化如图乙所示。

①该反应的离子方程式为____________________________________________；

②在20～75 ℃区间内，温度越高Cu2＋的还原率也越高，其原因是 ____________________。

（4）在萃取后的“水相”中加入适量氨水，静置，再经_____________等操作可得到Fe2O3产品。

Answer 1

【答案】Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2OabFe3＋的水解程度随pH的升高而增大2Cu2＋＋N2H4＋4OH－===2Cu↓＋N2↑＋4H2O温度越高，N2H4的还原性越强过滤、洗涤、干燥、煅烧

【解析】

电镀污泥[主要成分为Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Fe(OH)3和SiO2等]加入稀硫酸溶解，SiO2不溶，过滤滤液中有铜离子、铁离子，加入N902萃取剂萃取出铜离子，再加入稀硫酸得到硫酸铜，条调节pH=10，加入N2H4还原得到纳米铜粉，

（1）①Cu2(OH)2CO3与硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水；

②增大接触面积、适当增大硫酸浓度、延长浸取时间可提高铜和铁的浸取率；

（2）pH越大，铁离子水解程度增大，萃取率越低；

（3）①根据流程可知：在碱性条件下，Cu2＋与N2H4反应生成氮气和铜；

②在20-75℃区间内，温度升高，N2H4的还原性增强；

（4）萃取后的“水相”中含有铁离子，加入适量氨水，反应生成氢氧化铁沉淀，静置，过滤得到氢氧化铁，干燥后煅烧可得到Fe2O3产品。

（1）①Cu2(OH)2CO3与硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水，反应为：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O。

②将电镀污泥浆化处理增大接触面积、适当增大液、固质量比增大了硫酸浓度，可提高铜和铁的浸取率；故选ab；

（2）Fe3＋的水解程度随着pH的升高而增大，萃取率越低；

（3）①在碱性条件下，Cu2＋与N2H4反应生成氮气和铜，反应为：2Cu2＋+N2H4+4OH－=2Cu+N2↑+4H2O；

②在20-75℃区间内，温度升高，N2H4的还原性增强，Cu2＋的还原率也越高；

（4）萃取后的“水相”中含有铁离子，加入氨水，反应生成氢氧化铁沉淀，煅烧氢氧化铁可得到氧化铁，故方法为：在萃取后的“水相”中加入适量氨水，静置，过滤，洗涤，干燥，煅烧可得到Fe2O3产品；