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铜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)“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)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),可得到另一种可循环利用的物质。

a.铁    b.氯气    c.高锰酸钾

(4)“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____________________。

【答案】Cu2S+4Fe3+=2Cu2++4Fe2++S温度高苯容易挥发,温度低溶解速率小4NOx+(5-2x)O2+2H2O=4HNO3b调节溶液的pH,使铁完全转化为Fe(OH)3沉淀抑制Cu2+的水解

【解析】

辉铜矿加入氯化铁溶液溶解浸取过滤,得到矿渣加入苯水浴加热回收硫单质;加入在滤液中加入铁还原铁离子和铜离子过滤,滤液M中加入氯气氧化反应生成氯化铁循环使用,保温除铁加入稀硝酸溶液和氧化铜反应,调节溶液pH除去杂质离子,过滤得到滤液为硫酸亚铁溶液,在稀硝酸溶液中蒸发浓缩,冷却结晶过滤洗涤得到晶体;
(1)铁离子作氧化剂被还原为亚铁离子,Cu2S被氧化,生成铜离子和硫单质;
(2)苯沸点比较低,温度过高苯容易挥发,从反应动力学看温度过低溶解速率小;
(3)NOx做还原剂,依据质量守恒和电子守恒写出方程式:4NOx+(5-2x)O2+2H2O=4HNO3,向滤液M中通入Cl2将FeCl2氧化为FeCl3,可以循环使用;
(4)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入CuO使水解平衡正向进行,调节溶液的pH使铁元素完全转化为氢氧化铁沉淀,加热过程中Cu2+会水解,加入硝酸抑制Cu2+的水解,不引入新的杂质。

(1)Fe3+作氧化剂,Cu2S被氧化,离子方程式为:Cu2S+4Fe3+=2Cu2++4Fe2++S,

答案:Cu2S+4Fe3+=2Cu2++4Fe2++S;

(2)苯沸点比较低,温度过高苯容易挥发,从反应动力学来看,温度过低溶解速率小;

答案:温度过高苯容易挥发,温度过低溶解速率小;

(3)NOx作还原剂,根据质量守恒和电子得失写出方程式:4NOx+(5-2x)O2+2H2O=4HNO3;向滤液M中通入Cl2将FeCl2氧化成FeCl3,可循环使用,选b,

答案:4NOx+(5-2x)O2+2H2O=4HNO3;b;

(4)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入CuO,使水解平衡正向进行,调节溶液的pH,使铁元素(Fe3+)完全转化为Fe(OH)3沉淀;加热过程中Cu2+会水解,加入硝酸抑制Cu2+的水解(不引入其他杂质);

答案:调节溶液的pH,使铁完全转化为Fe(OH)3沉淀;抑制Cu2+的水解。

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