Question

【題目】納米銅是一種性能優異的超導材料,以輝銅礦(主要成分為Cu2S)為原料制備納米銅粉的工藝流程如圖1所示。

(1)用黃銅礦(主要成分為CuFeS2)、廢鋼渣和稀硫酸共網作用可獲得較純凈的Cu2S,其原理如圖2所示，該反應的離子方程式為__________。

(2)從輝銅礦中浸取銅元素時，可用FeC13溶液作浸取劑。

①反應:Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S,每生成1molCuCl2,反應中轉移電子的物質的量為____;浸取時，在有氧環境下可維持Fe3+較高濃度，有關反應的離子方程式為__________。

②浸取過程中加入洗滌劑溶解硫時，銅元素浸取率的變化如圖3所示，未洗硫時銅元素浸取率較低，其原因是__________。

(3)“萃取”時，兩種金屬離子萃取率與PH的關系如圖4所示。當pH>1.7時，pH越大，金屬離子萃取率越低，其中Fe3+萃取率降低的原因是__________。

(4)用“反萃取”得到的CuSO4溶液制備納米銅粉時，該反應中還原產物與氧化產物的質量之比為__________。

(5)在萃取后的“水相”中加入適量氨水，靜置，再經過濾、_______、干燥、_____等操作可得到Fe2O3產品。

Answer 1

【答案】 CuFeS2+Cu+2H+=Cu2S+Fe2++H2S↑ 2mol 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 生成的硫覆蓋在Cu2S表面，阻礙浸取 Fe3+水解程度隨PH的升高而增大 32:7 洗滌 煅燒(或灼燒)

【解析】（1）根據圖示，用黃銅礦(主要成分為CuFeS2)、廢鋼渣和稀硫酸共網作用可獲得較純凈的Cu2S,同時生成Fe2+和H2S，反應的離子方程式為：CuFeS2+Cu+2H+=Cu2S+Fe2++H2S↑。（2）①反應:Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S，在反應中，FeCl3中鐵元素的化合價由+3降低為+2價，Cu2S中銅元素的化合價由+1升高為+2價，硫元素的化合價由—2升高到0價，化合價升高數=化合價降低數=4,每生成1mol CuCl2轉移電子的物質的量為2mol。浸取時，在有氧環境下，亞鐵離子被氧化，生成鐵離子，反應的方程式為：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O ②浸取過程中，洗滌硫和未洗滌硫相比較， 未洗硫時銅元素浸取率較低原因是生成的硫覆蓋在Cu2S表面，阻礙浸取。(3) Fe3+的水解程度隨著pH的升高而增大，萃取率越低。 (4)在堿性條件下，Cu2+和N2H4反應生成氮氣和銅，反應為：2 Cu2++ N2H4+4OH-=2Cu+N2+4H2O,反應中還原產物是Cu，氧化產物是N2，質量之比為（2×64）：28=32:7. (5)萃取后“水相”中含有鐵離子，加入氨水反應生成氫氧化鐵沉淀，煅燒后可得到氧化鐵，方法為：在萃取后的“水相”中加入適量氨水，靜置、過濾、洗滌、干燥、煅燒。