Question

【题目】利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe2+、AsO2-、Ca2+等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程如下：

已知：①Fe3+、Cu2+开始沉淀的pH分别2.7、5.4，完全沉淀的pH分别为3.7、6.4。

②Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20

③AsO2-+H2O2+H+=H3AsO4， H3AsO4+Fe3+=FeAsO4↓+3H+

(1)溶解操作中需要配制含铜32 g·L-1的硫酸铜溶液1.0 L，需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为___________g。

(2)测定溶解液中的Fe2+的浓度，可用KMnO4标准溶液滴定，取用KMnO4溶液应使用

________(“酸式”或“碱式”)滴定管，其中反应离子方程式为：______________________。若要检验调节pH后溶液中的Fe3+已除尽的方法是___________________________。

(3)氧化后需要将溶液进行稀释及调节溶液的pH=5，则稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过____________mol·L-1。

(4)固体Ⅰ的主要成分除 FeAsO4 、Fe(OH)3外还有__________________，由溶液Ⅰ获得CuSO4·H2O,需要经过________ 、____________、过滤、洗涤、干燥操作。

(5)利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液，电解粗铜(含锌、银、铂杂质)制备纯铜，写出阳极发生的电极反应式：________________。

Answer 1

【答案】 80 酸式 MnO4-＋5Fe2+＋8H+＝Mn2+＋5Fe3+＋4H2O 取少量溶液Ⅰ于试管中， 滴加几滴KSCN溶液，若溶液不出现红色，则说明Fe3+已经除尽 2×10-2 CaCO3 蒸发浓缩 冷却结晶 Zn-2e-＝ Zn2+、Cu-2e-＝Cu2+

【解析】（1）溶解操作中需要配制含铜32g·L-1的硫酸铜溶液1.0L，需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为m（CuSO4）==80g；（2）高锰酸钾具有强氧化性，会腐蚀碱式滴定管的橡皮管，取用KMnO4溶液应使用酸式滴定管；MnO4-将Fe2+氧化为Fe3+，同时MnO4-被还原为Mn2+，发生反应的离子方程式为：MnO4-+5Fe2++8H+＝Mn2++5Fe3++4H2O；若要检验调节pH后溶液中的Fe3+已除尽的方法是取少量溶液Ⅰ于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不出现红色，则说明Fe3+已经除尽；（3）溶液pH=5，c（OH-）=10-9mol/L，则稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过mol/L=2×10-2 mol/L；（4）由以上分析可知固体I的主要成分除 FeAsO4、Fe(OH)3外还有CaCO3，操作I从溶液中获得晶体，可蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；（5）电解粗铜（含锌、银、铂杂质）制备纯铜，阳极发生氧化反应，阳极发生的电极反应方程式为Zn-2e-＝Zn2+、Cu-2e-＝Cu2+。