Question

氧化銅礦中含有主要雜質(zhì)為Fe2+和Al3+等，用其生產(chǎn)CuSO4·5H2O主要工藝流程如下圖。

 

(1)圖中加入氧化劑的目的是 ，結(jié)合下表回答除鐵步驟的最佳pH范圍為 。

 

(2)氧化劑若選用KMnO4，會降低產(chǎn)品的純度，其原因是 ，實際生產(chǎn)中NaClO作為最佳氧化劑，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

(3)請在下圖中完善所缺步驟及所添加試劑的化學(xué)式。可供選擇的操作有：萃取、蒸發(fā)濃縮、過濾、洗滌、降溫結(jié)晶、蒸餾、分液。

 

Answer 1

(1)將Fe2+氧化成Fe3+,便于沉淀、除雜 3.9≤pH<4.6

(2)引入新的雜質(zhì)離子Mn2+，生成Mn(OH)2

2Fe2++ClO-+2H+====2Fe3++Cl-+H2O

(3)稀硫酸 降溫結(jié)晶 過濾 洗滌

【解析】(1)由表格中可以發(fā)現(xiàn)Fe3+沉淀完全時所需的pH較小，而Fe2+沉淀完全所需的pH較大，故加入氧化劑的目的就是將Fe2+氧化成Fe3+，便于沉淀，除雜。由表格可以看出Fe3+沉淀完全所需的pH為3.9，故pH要大于等于3.9，但不能讓Cu2+沉淀，故pH要小于4.6(因Cu2+開始沉淀的pH的最小值為4.6，故答案為3.9≤pH<4.6。

(2)氧化劑若選用KMnO4,將引入新的雜質(zhì)離子Mn2+,生成Mn(OH)2，在沉淀銅離子時，得不到純凈的Cu(OH)2;NaClO作為最佳氧化劑會將Fe2+氧化成Fe3+,本身被還原成Cl-，故正確答案為：2Fe2++ClO-+2H+====2Fe3++Cl-+H2O。

(3)先加入稀硫酸溶解氫氧化銅沉淀，然后蒸發(fā)濃縮，接著是降溫結(jié)晶，析出晶體后，過濾，再洗滌，最后經(jīng)干燥，得到成品