Question

【題目】一種以輝銅礦(主要成分為Cu2S，含少量SiO2）為原料制備硝酸銅的工藝流程如圖所示：

（1）寫(xiě)出“浸取”過(guò)程中Cu2S溶解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___。

（2）恒溫“浸取”的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)銅元素的浸取速率先增大后減少，有研究指出CuCl2是該反應(yīng)的催化劑，該過(guò)程的反應(yīng)原理可用化學(xué)方程式表示為：①Cu2S +2CuCl2=4CuCl+S；②___。

（3）“回收S”過(guò)程中溫度控制在50～60℃之間，不宜過(guò)高的原因是___。

（4）向?yàn)V液M中加入(或通入)___(填字母)，可得到一種可循環(huán)利用的物質(zhì)。

a.鐵 b.氯氣 c.高錳酸鉀 d.氯化氫

（5）“保溫除鐵”過(guò)程中，加入CuO的目的是__；“蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶”過(guò)程中，要用HNO3溶液調(diào)節(jié)溶液的pH，其理由_。

（6）輝銅礦可由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變而成，有關(guān)轉(zhuǎn)化見(jiàn)圖，轉(zhuǎn)化時(shí)轉(zhuǎn)移0.2mol電子，生成Cu2S___mol。

Answer 1

【答案】Cu2S+4Fe3+=2Cu2++4Fe2++S CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2 溫度高苯容易揮發(fā) b 調(diào)節(jié)溶液的pH，使鐵完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀 抑制Cu2+的水解 0.2

【解析】

輝銅礦加入氯化鐵溶液溶解浸取，二氧化硅不反應(yīng)，過(guò)濾得到礦渣用苯回收硫單質(zhì)，說(shuō)明Cu2S和FeCl3發(fā)生反應(yīng)生成S單質(zhì)，還生成氯化銅、氯化亞鐵。在濾液中加入鐵還原鐵離子和銅離子，然后過(guò)濾，濾液M主要含有氯化亞鐵，保溫除鐵加入稀硝酸溶液將鐵氧化為鐵離子，氧化銅調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，過(guò)濾分離，濾液中主要含有硝酸銅，加入硝酸抑制銅離子水解，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌得到硝酸銅晶體。

（1）浸取過(guò)程中Fe3+將Cu2S氧化，根據(jù)電子守恒和元素守恒可得其離子反應(yīng)方程式，故答案為：；

（2）根據(jù)Cu2S的最終產(chǎn)物CuCl2可得反應(yīng)②，故答案為：；

（3）回收硫時(shí)所用溶劑為苯，苯的熔沸點(diǎn)較低，故答案為：溫度高苯容易揮發(fā)；

（4）M中主要物質(zhì)為氯化亞鐵，通入氯氣可生成氯化鐵，實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用，故答案為：b；

（5）“保溫除鐵”過(guò)程要除去Fe3+，故需要加入氧化銅來(lái)調(diào)節(jié)pH值，使Fe3+生成氫氧化鐵沉淀；銅離子會(huì)水解，故在蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過(guò)程中需要加入硝酸來(lái)抑制其水解，故答案為：調(diào)節(jié)溶液的pH，使鐵完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀；抑制Cu2+的水解；

（6）該轉(zhuǎn)化中Cu被氧化成Cu2S，化合價(jià)升高1價(jià)，CuFeS2被還原成Cu2S，化合價(jià)降低1價(jià)，根據(jù)電子守恒可知答案為：0.2。