Question

6．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圖：

已知部分陽離子以氫氧化物形式開始沉淀和完全沉淀時溶液的pH如表

沉淀物	Cu（OH）2	Fe（OH）3	Fe（OH）2
開始沉淀pH	4.7	2.7	7.6
完全沉淀pH	6.7	3.7	9.6

（1）寫出步驟“還原”中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺．
（2）回收S過程中溫度控制50℃～60℃之間，不宜過高或過低的原因是溫度高苯容易揮發(fā)、溫度低溶解速率�。�
（3）保溫除鐵過程中加入CuO的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe³⁺完全轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀．
（4）過濾③所得到的濾液，加入硝酸后，經(jīng)操作X、過濾④得到硝酸銅晶體．操作X是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（填操作名稱）．

Answer 1

分析 輝銅礦加入氯化鐵溶液溶解浸取過濾，發(fā)生反應(yīng)Cu₂S+4Fe³⁺=2Cu²⁺+4Fe²⁺+S，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主要含有亞鐵離子，濾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，過濾得到濾液為硝酸銅溶液，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）苯沸點比較低，溫度過高苯容易揮發(fā)，溫度過低溶解速率��；
（3）加入CuO調(diào)節(jié)溶液的PH，促進鐵離子水解為氫氧化鐵沉淀；
（4）得到晶體的方法是蒸發(fā)濃縮溶液，冷卻結(jié)晶，據(jù)此解答即可．

解答 解：（1）鐵具有還原性，鐵離子、銅離子具有氧化性，均可以與金屬鐵反應(yīng)被還原，反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式分別為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；
故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；
（2）苯沸點比較低，溫度過高苯容易揮發(fā)，溫度過低溶解速率��；
故答案為：溫度高苯容易揮發(fā)；溫度低溶解速率�。�
（3）鐵離子水解：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入CuO使水解平衡正向進行，調(diào)節(jié)溶液的PH使鐵元素完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，
故答案為：調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe³⁺完全轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀；
（4）得到晶體的方法是蒸發(fā)濃縮溶液，冷卻結(jié)晶；
故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶．

點評 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)用和實驗基本操作，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．