Question

辉铜矿石主要含有硫化亚铜（Cu₂S）及少量脉石（SiO₂）．一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下：

（1）写出浸取过程中Cu₂S溶解的离子方程式：

 

．
（2）回收S过程中温度控制在50～60℃之间，不宜过高或过低的原因是

 

．
（3）气体NO_x与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质，该反应的化学方程式为

 

；向滤液M中加入（或通入）下列

 

（填字母）物质，得到另一种可循环利用的物质．
a．铁        b．氯气      c．高锰酸钾
（4）保温除铁过程中，加入CuO的目的是

 

；蒸发浓缩时，要用HNO₃溶液调节溶液的pH，其理由是

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：辉铜矿加入氯化铁溶液溶解浸取过滤，得到矿渣加入苯水浴加热回收硫单质；加入在滤液中加入铁还原铁离子和铜离子过滤，滤液M中加入氯气氧化反应生成氯化铁循环使用，保温除铁加入稀硝酸溶液和氧化铜反应，调节溶液PH除去杂质离子，过滤得到滤液为硫酸亚铁溶液，在稀硝酸溶液中蒸发浓缩，冷却结晶过滤洗涤得到晶体；
（1）铁离子做氧化剂被还原为亚铁离子，Cu₂S被氧化，生成铜离子和硫单质；
（2）苯沸点比较低，温度过高苯容易挥发，从反应动力学看温度过低溶解速率小；
（3）NOx做还原剂，依据质量守恒和电子守恒写出方程式：4NOx+（5-2x）O₂+2H₂O=4HNO₃，向滤液M中通入Cl₂将FeCl₂氧化为FeCl₃，可以循环使用；
（4）Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入CuO使水解平衡正向进行，调节溶液的PH使铁元素完全转化为氢氧化铁沉淀，加热过程中Cu²⁺会水解，加入硝酸抑制Cu2+的水解，不引入新的杂质；

解答： 解：（1）铁离子做氧化剂，Cu2S被氧化，离子方程式为：Cu₂S+4Fe³⁺=2Cu²⁺+4Fe²⁺+S；
故答案为：Cu₂S+4Fe³⁺=2Cu²⁺+4Fe²⁺+S；
（2）苯沸点比较低，温度过高苯容易挥发，从反应动力学看温度过低溶解速率小；
故答案为：苯沸点比较低，温度过高苯容易挥发，从反应动力学看温度过低溶解速率小；
（3）NOx做还原剂，依据质量守恒和电子守恒写出方程式：4NOx+（5-2x）O₂+2H₂O=4HNO₃，向滤液M中通入Cl₂将FeCl₂氧化为FeCl₃，可以循环使用，故选b；
故答案为：4NOx+（5-2x）O₂+2H₂O=4HNO₃，b；
（4）Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入CuO使水解平衡正向进行，调节溶液的PH使铁元素完全转化为氢氧化铁沉淀，加热过程中Cu²⁺会水解，加入硝酸抑制Cu²⁺的水解，不引入新的杂质；
故答案为：调节溶液PH使使铁元素完全转化为氢氧化铁沉淀，抑制铜离子水解；

点评：本题考查了物质分离提纯的方法和流程判断，主要是物质性质的理解应用和实验基本操作，掌握基础是关键，题目难度中等．