Question

10．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下：

（1）寫出浸取過程中Cu₂S溶解的離子方程式Cu₂S+4Fe³⁺=2Cu²⁺+4Fe²⁺+S．
（2）回收S過程中溫度控制在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的目的是調節(jié)溶液的pH，使鐵元素（Fe³⁺）完全轉化為Fe（OH）₃沉淀．
（4）A步操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶要用硝酸調節(jié)溶液的pH，其理由是抑制Cu²⁺的水解．

Answer 1

分析 輝銅礦加入氯化鐵溶液溶解浸取過濾，得到礦渣加入苯水浴加熱回收硫單質；加入在濾液中加入鐵還原鐵離子和銅離子過濾，濾液M中加入氯氣氧化反應生成氯化鐵循環(huán)使用，保溫除鐵加入稀硝酸溶液和氧化銅反應，調節(jié)溶液pH除去雜質離子，過濾得到濾液為硫酸亞鐵溶液，在稀硝酸溶液中蒸發(fā)濃縮，冷卻結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；
（2）苯易揮發(fā)，溫度過低溶解速率�。�
（3）Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入CuO使水解平衡正向進行，調節(jié)溶液的PH使鐵元素完全轉化為氫氧化鐵沉淀；
（4）加熱過程中Cu²⁺會水解，加入硝酸抑制Cu²⁺的水解，不引入新的雜質．

解答 解：（1）鐵離子做氧化劑，Cu₂S被氧化，離子方程式為Cu₂S+4Fe³⁺=2Cu²⁺+4Fe²⁺+S，
故答案為：Cu₂S+4Fe³⁺=2Cu²⁺+4Fe²⁺+S；
（2）苯沸點比較低，溫度過高苯容易揮發(fā)，且溫度過低溶解速率小，
故答案為：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的目的是調節(jié)溶液的pH，使鐵元素（Fe³⁺）完全轉化為Fe（OH）₃沉淀，
故答案為：調節(jié)溶液的pH，使鐵元素（Fe³⁺）完全轉化為Fe（OH）₃沉淀；
（4）A步操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，要用硝酸調節(jié)溶液的pH，其理由是抑制Cu²⁺的水解，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；抑制Cu²⁺的水解．

點評 本題考查物質的制備實驗，為高考常見題型，把握制備流程及發(fā)生的反應為解答的關鍵，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，注意氧化還原反應、鹽類水解的應用，題目難度不大．