Question

輝銅礦石主要含有硫化亞銅（Cu₂S）及少量脈石（SiO₂）．一種以輝銅礦石為原料制備硝酸銅的工藝流程如下：

（1）寫出浸取過程中Cu₂S溶解的離子方程式：

 

．
（2）回收S過程中溫度控制在50～60℃之間，不宜過高或過低的原因是

 

．
（3）氣體NO_x與氧氣混合后通入水中能生成流程中可循環(huán)利用的一種物質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；向?yàn)V液M中加入（或通入）下列

 

（填字母）物質(zhì)，得到另一種可循環(huán)利用的物質(zhì)．
a．鐵        b．氯氣      c．高錳酸鉀
（4）保溫除鐵過程中，加入CuO的目的是

 

；蒸發(fā)濃縮時(shí)，要用HNO₃溶液調(diào)節(jié)溶液的pH，其理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：輝銅礦加入氯化鐵溶液溶解浸取過濾，得到礦渣加入苯水浴加熱回收硫單質(zhì)；加入在濾液中加入鐵還原鐵離子和銅離子過濾，濾液M中加入氯氣氧化反應(yīng)生成氯化鐵循環(huán)使用，保溫除鐵加入稀硝酸溶液和氧化銅反應(yīng)，調(diào)節(jié)溶液PH除去雜質(zhì)離子，過濾得到濾液為硫酸亞鐵溶液，在稀硝酸溶液中蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶過濾洗滌得到晶體；
（1）鐵離子做氧化劑被還原為亞鐵離子，Cu₂S被氧化，生成銅離子和硫單質(zhì)；
（2）苯沸點(diǎn)比較低，溫度過高苯容易揮發(fā)，從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)看溫度過低溶解速率小；
（3）NOx做還原劑，依據(jù)質(zhì)量守恒和電子守恒寫出方程式：4NOx+（5-2x）O₂+2H₂O=4HNO₃，向?yàn)V液M中通入Cl₂將FeCl₂氧化為FeCl₃，可以循環(huán)使用；
（4）Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入CuO使水解平衡正向進(jìn)行，調(diào)節(jié)溶液的PH使鐵元素完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，加熱過程中Cu²⁺會(huì)水解，加入硝酸抑制Cu2+的水解，不引入新的雜質(zhì)；

解答： 解：（1）鐵離子做氧化劑，Cu2S被氧化，離子方程式為：Cu₂S+4Fe³⁺=2Cu²⁺+4Fe²⁺+S；
故答案為：Cu₂S+4Fe³⁺=2Cu²⁺+4Fe²⁺+S；
（2）苯沸點(diǎn)比較低，溫度過高苯容易揮發(fā)，從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)看溫度過低溶解速率��；
故答案為：苯沸點(diǎn)比較低，溫度過高苯容易揮發(fā)，從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)看溫度過低溶解速率�。�
（3）NOx做還原劑，依據(jù)質(zhì)量守恒和電子守恒寫出方程式：4NOx+（5-2x）O₂+2H₂O=4HNO₃，向?yàn)V液M中通入Cl₂將FeCl₂氧化為FeCl₃，可以循環(huán)使用，故選b；
故答案為：4NOx+（5-2x）O₂+2H₂O=4HNO₃，b；
（4）Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入CuO使水解平衡正向進(jìn)行，調(diào)節(jié)溶液的PH使鐵元素完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，加熱過程中Cu²⁺會(huì)水解，加入硝酸抑制Cu²⁺的水解，不引入新的雜質(zhì)；
故答案為：調(diào)節(jié)溶液PH使使鐵元素完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，抑制銅離子水解；

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)分離提純的方法和流程判斷，主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)基本操作，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．