Question

【題目】以某含銅礦石[主要成分是FeCuSi3O13(OH)4，含少量SiO2、CaCO3]為原料制備CuSO4·5H2O的流程如下：

已知相關試劑成分和價格如下表所示：

請回答下列問題：

（1）含銅礦石粉碎的目的是_______。

（2）酸浸后的溶液中除了Cu2+外，還含有的金屬陽離子是_______。

（3）固體1溶于NaOH溶液的離子方程式為__________。

（4）結合題中信息可知：所選用的試劑1的名稱為_______；加入該試劑時，發(fā)生反應的離子方程式為_________。

（5）試劑2 可以選擇下列物成中的______。濾渣2中一定含有的物質(zhì)為______(填化學式）。

A. Cu B.CuO C.Cu(OH)2 D.Fe

（6）CuSO4·5H2O用于電解精煉銅時，導線中通過9.632×103C的電量，測得陽極溶解的銅為16.0g。而電解質(zhì)溶液（原溶液為1 L）中恰好無CuSO4，則理論上陰極質(zhì)量增加_____g，原電解液中CuSO4的濃度為__ 。已知一個電子的電量為1.6×10-19C）

Answer 1

【答案】 提高含銅礦石的利用率及酸浸效率 Fe2+ SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 漂液 ClO-+2Fe2++2H+=Cl-+2Fe3++H2O BC Fe(OH)3 32.0 0.25mol/L

【解析】礦石粉碎后與足量稀硫酸反應鐵、銅均轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，二氧化硅和碳酸鈣變?yōu)闉V渣1，二者在高溫下反應轉(zhuǎn)化為硅酸鈣；要得到硫酸銅晶體需要除去溶液中的亞鐵離子，利用亞鐵離子的還原性加入氧化劑轉(zhuǎn)化為鐵離子，通過調(diào)節(jié)pH轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾即得到硫酸銅溶液，據(jù)此分析解答。

（1）含銅礦石粉碎可以增大反應物的接觸面積，加快反應速率，即目的是提高含銅礦石的利用率及酸浸效率；（2）根據(jù)正負價代數(shù)和為0可知FeCuSi3O6(OH)4中鐵元素的化合價是＋2價，因此酸浸后的溶液中除了Cu2+外，還含有的金屬陽離子是Fe2+；（3）固體1中含有二氧化硅，溶于NaOH溶液的離子方程式為SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；（4）結合題中信息可知漂液的價格最經(jīng)濟，因此所選用的試劑1的名稱為漂液，加入該試劑時根據(jù)電子得失守恒和原子守恒可知發(fā)生反應的離子方程式為ClO-+2Fe2++2H+=Cl-+2Fe3++H2O；（5）試劑2是為了調(diào)節(jié)pH沉淀鐵離子，得到純凈的硫酸銅溶液，因此可以選擇氧化銅或氫氧化銅，答案選BC；濾渣2中一定含有的物質(zhì)為Fe(OH)3；（6）通過電子的個數(shù)是9.632×104C÷1.6×10-19C＝6.02×1023，物質(zhì)的量是1mol。根據(jù)Cu2＋＋2e－＝Cu可知理論上陰極質(zhì)量增加。陽極溶解的銅是16g÷64g/mol＝0.25mol，所以溶液中硫酸銅的物質(zhì)的量是0.5mol-0.25mol=0.25mol，則濃度是0.25mol÷1L＝0.25mol/L。