Question

【題目】用輝銅礦（主要成分為Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)）制備Cu2(OH)2CO3，其工藝流程如下：

（1）“酸浸”過程中，將礦石粉碎，其目的是__________；加熱能加快礦石粉“酸浸”速率，但溫度不宜過高，其原因是__________。

（2）Cu2S和硝酸反應(yīng)，其還原產(chǎn)物為NO。已知1 mol Cu2S完全反應(yīng)時轉(zhuǎn)移10 mol電子。寫出該反應(yīng)的離子方程式：_____________________。

（3）“除鐵”中加入過量氧化銅發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________。

（4）從過濾3得到的濾液中可提取一種肥料，它的化學(xué)式為__________；濾渣1的主要成分是__________（填化學(xué)式）。

（5）設(shè)計實驗確認過濾2得到的濾液中是否有Fe3+：___________________________。

（6）取wg輝銅礦經(jīng)上述流程轉(zhuǎn)化，加入agCuO，濾渣2含bgCuO，最終得cmolCu2(OH)2CO3不考慮銅元素損失）。原輝銅礦含Cu2S的質(zhì)量分數(shù)為____________。（用代數(shù)式表示）

Answer 1

【答案】 提高酸浸速率 HNO3受熱易揮發(fā)、分解 3Cu2S+16H++10NO3-=6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O 2Fe3++3CuO+H2O=2Fe(OH)3+3Cu2+ NH4NO3或(NH4)2SO4 SiO2 取少量該濾液于試管中，滴加KSCN溶液，若變紅色，則濾液中含有Fe3+；否則，不含F(xiàn)e3+ ×100%

【解析】試題分析：(1)反應(yīng)物顆粒越小，接觸面積越大，反應(yīng)越快；溫度越高硝酸揮發(fā)、分解速度越快；（2）1 mol Cu2S完全反應(yīng)時轉(zhuǎn)移10 mol電子，所以Cu2S被氧化為Cu2+、SO42-；（3）氧化銅消耗氫離子，促進鐵離子水解；（4）沉銅過程加入了氨氣、銨鹽，所以從過濾3得到的濾液中含有銨鹽；SiO2與硝酸不反應(yīng)；（5）Fe3+與KSCN反應(yīng)溶液呈血紅色；（6）根據(jù)銅元素質(zhì)量守恒計算。

解析：（1）反應(yīng)物顆粒越小，接觸面積越大，反應(yīng)越快，“酸浸”過程中，將礦石粉碎，其目的是提高酸浸速率；溫度越高硝酸揮發(fā)、分解速度越快，所以溫度不宜過高。

（2）Cu2S被硝酸氧化為Cu2+、SO42-，反應(yīng)的離子方程式：3Cu2S+16H++10NO3-=6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O 。

（3）“除鐵”中加入過量氧化銅，氧化銅消耗氫離子，促進鐵離子水解，反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++3CuO+H2O=2Fe(OH)3+3Cu2+。

（4））沉銅過程加入了氨氣、銨鹽，所以從過濾3得到的濾液中含有銨鹽，從過濾3得到的濾液中含有NH4NO3或(NH4)2SO4；SiO2與硝酸不反應(yīng)，濾渣1的主要成分是SiO2。

（5）取少量該濾液于試管中，滴加KSCN溶液，若變紅色，則濾液中含有Fe3+；否則，不含F(xiàn)e3+。

（6）根據(jù)銅元素質(zhì)量守恒，溶解氧化銅的物質(zhì)的量為mol； 設(shè)Cu2S的質(zhì)量為x g

Cu2S → Cu2(OH)2CO3

160g 1mol

X g cmol-

X=160c-a+b，所以原輝銅礦含Cu2S的質(zhì)量分數(shù)為×100%。