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）寫出“浸取”過程中Cu2S溶解時發(fā)生反應的離子方程式：___。

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

（3）“回收S”過程中溫度控制在50～60℃之間，不宜過高的原因是___。

（4）向濾液M中加入(或通入)___(填字母)，可得到一種可循環(huán)利用的物質。

a.鐵 b.氯氣 c.高錳酸鉀 d.氯化氫

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

（6）輝銅礦可由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)通過電化學反應轉變而成，有關轉化見圖，轉化時轉移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 調節(jié)溶液的pH，使鐵完全轉化為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，過濾得到礦渣用苯回收硫單質，說明Cu2S和FeCl3發(fā)生反應生成S單質，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，氧化銅調節(jié)溶液pH，使Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀，過濾分離，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、冷卻結晶、過濾洗滌得到硝酸銅晶體。

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

（2）根據Cu2S的最終產物CuCl2可得反應②，故答案為：；

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

（4）M中主要物質為氯化亞鐵，通入氯氣可生成氯化鐵，實現循環(huán)使用，故答案為：b；

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

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