Question

10．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：

（1）写出浸取过程中Cu₂S溶解的离子方程式Cu₂S+4Fe³⁺=2Cu²⁺+4Fe²⁺+S．
（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温度高苯容易挥发、温度低溶解速率小．
（3）保温除铁过程中加入CuO的目的是调节溶液的pH，使铁元素（Fe³⁺）完全转化为Fe（OH）₃沉淀．
（4）A步操作为蒸发浓缩、冷却结晶要用硝酸调节溶液的pH，其理由是抑制Cu²⁺的水解．

Answer 1

分析 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）铁离子做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）苯易挥发，温度过低溶解速率小；
（3）Fe³⁺+3H₂O?Fe（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；
（4）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．

解答 解：（1）铁离子做氧化剂，Cu₂S被氧化，离子方程式为Cu₂S+4Fe³⁺=2Cu²⁺+4Fe²⁺+S，
故答案为：Cu₂S+4Fe³⁺=2Cu²⁺+4Fe²⁺+S；
（2）苯沸点比较低，温度过高苯容易挥发，且温度过低溶解速率小，
故答案为：温度高苯容易挥发、温度低溶解速率小；
（3）保温除铁过程中加入CuO的目的是调节溶液的pH，使铁元素（Fe³⁺）完全转化为Fe（OH）₃沉淀，
故答案为：调节溶液的pH，使铁元素（Fe³⁺）完全转化为Fe（OH）₃沉淀；
（4）A步操作为蒸发浓缩、冷却结晶，要用硝酸调节溶液的pH，其理由是抑制Cu²⁺的水解，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；抑制Cu²⁺的水解．

点评 本题考查物质的制备实验，为高考常见题型，把握制备流程及发生的反应为解答的关键，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意氧化还原反应、盐类水解的应用，题目难度不大．