Question

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）寫出步驟“還原”中可能發生反應的離子方程式               、              。
（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      、     。
（3）氣體NO_x與氧氣混合后通入水中能生成流程中可循環利用的一種物質，該物質的化學式為          ；向濾液M中加入（或通入）下列         (填字母)物質，得到另一種可循環利用的物質。
a．鐵           b．氯氣        c．高錳酸鉀         d．鹽酸
（4）保溫除鐵過程中加入CuO的目的是                、                    ；
（5）過濾③所得到的濾液，加入硝酸后，經操作X、過濾④得到硝酸銅晶體。
硝酸的作用是                                    ；
操作X是            、         (填操作名稱) 。

Answer 1

（1）Fe +2Fe³⁺→3Fe²⁺       Fe +Cu²⁺→Cu+Fe²⁺
（2）溫度高苯容易揮發，溫度低溶解速率小
（3）HNO₃ （1分）       b （2分）
（4）調節溶液的pH，使Fe³⁺完全轉化為Fe(OH)₃沉淀
（5）抑制Cu²⁺的水解（1分）  蒸發濃縮、冷卻結晶（2分）

解析試題分析：（1）輝銅礦與氯化鐵溶液反應生成氯化銅、氯化亞鐵和單質硫，二氧化硅不反應與單質硫一起形成礦渣，濾液中含有鐵離子、銅離子，所以加入鐵粉反應的反應有Fe +2Fe³⁺→3Fe²⁺ 、Fe +Cu²⁺→Cu+Fe²⁺。
（2）苯是有機溶劑，易揮發，所以溫度高苯容易揮發，而溫度低溶解速率小，因此回收S過程中溫度控制50℃～60℃之間，不宜過高或過低。
（3）氣體NO_x與氧氣混合后通入水中能生成硝酸，所以可循環利用的物質化學式為HNO₃。濾液M是氯化亞鐵，可以再轉化為氯化鐵而循環利用，所以該試劑應該是氯氣，答案選b。
（4）氧化銅是堿性氧化物，能與酸反應調節溶液的pH值，所以氧化銅的作用是調節溶液的pH，使Fe³⁺完全轉化為Fe(OH)₃沉淀而析出。
（5）硝酸銅溶液中的銅離子易水解，所以加入硝酸的作用是抑制Cu²⁺的水解；從溶液中得到硝酸銅晶體的實驗操作應該是蒸發濃縮、冷卻結晶。
考點：考查硝酸銅晶體制備實驗的有關工藝流程的判斷