Question

以黃銅礦（主要成分為CuFeS2，含少量雜質(zhì)SiO2等）為原料進行煉銅，同時得到副產(chǎn)品綠礬（FeSO4·7H2O）。其主要流程如下：

已知：① 4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O

②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）試劑a是__________，試劑b是__________。

（2）操作X應為蒸發(fā)濃縮、__________、__________。

（3）反應Ⅱ中加CuO調(diào)pH為__________，目的是使Fe3+形成Fe（OH）3沉淀，防止生成Cu（OH）2沉淀。

（4）反應Ⅴ的離子方程式為：__________________________________________。

 

Answer 1

（1）Fe（或鐵） 稀硫酸

（2）冷卻結晶 過濾（洗滌干燥）

（3）3．7～4．7

（4）Fe+2Fe3+=3Fe2+

【解析】以黃銅礦為原料進行煉銅，同時得到副產(chǎn)品綠礬的主要流程如下：反應Ⅰ是將CuFeS2轉化為CuSO4和Fe2（SO4）3，并過濾除去SiO2。反應Ⅱ是通過水解反應分離CuSO4和Fe2（SO4）3，根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)可知，Fe3+的氫氧化物從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍是2．7～3．7，Cu2+的氫氧化物從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍是4．7～6．7，要想將溶液中的Fe3+完全沉淀且Cu2+不能沉淀，需要調(diào)節(jié)溶液的pH為3．7～4．7；為了不引入新雜質(zhì)，可以向溶液中加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3．7～4．7，此時Fe3+完全沉淀；最后過濾，即可得到純凈的CuSO4溶液和Fe（OH）3沉淀。由實驗目的知，反應Ⅲ是將CuSO4轉化為Cu，所以加入的試劑a是過量的Fe，反應后過濾得到FeSO4溶液和Fe、Cu混合物。反應Ⅳ是從Fe、Cu混合物中得到Cu，所以加入的試劑b是稀硫酸。反應Ⅴ是將Fe2（SO4）3轉化為FeSO4溶液，發(fā)生反應的離子方程式為：Fe+2Fe3+=3Fe2+。操作X是從FeSO4溶液中得到綠礬，操作方法為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾。