Question

【题目】辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)，还含有FeO、CaO、SiO2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___。

Answer 1

【答案】将矿石细磨（搅拌、升温或其它合理答案） Cu2S＋4Fe3＋=S＋4Fe2＋＋2Cu2＋ 温度升高，单质硫在煤油中的溶解度增加 4HF＋H2SiO3=SiF4↑＋3H2O NaClO将Fe2＋氧化Fe3＋，消耗H+，使H+浓度减小，促使水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋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NaClO将Fe2＋氧化Fe3＋，消耗H+，使H+浓度减小，促使水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋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：Cu2S＋4Fe3＋=S＋4Fe2＋＋2Cu2＋。

故答案为：将矿石细磨（搅拌、升温或其它合理答案）；Cu2S＋4Fe3＋=S＋4Fe2＋＋2Cu2＋；

（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：4HF＋H2SiO3=SiF4↑＋3H2O。

故答案为：4HF＋H2SiO3=SiF4↑＋3H2O；

（4）“沉铁”过程中，加入NaClO的两个作用是NaClO将Fe2＋氧化Fe3＋，消耗H+，使H+浓度减小，促使水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋向右移动，生成Fe(OH)3沉淀；

故答案为：NaClO将Fe2＋氧化Fe3＋，消耗H+，使H+浓度减小，促使水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋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NaCl，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= 4.0×10-11，c(Ca2＋)=1.0×10-5mol·L-1，则除钙率为 ×100%=99%。

故答案为：99%。