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）寫出浸取過程中Cu₂S溶解的離子方程式___________________________。
（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____________________、____________________。
（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，該反應的化學方程式為______________________；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
（4）保溫除鐵過程中加入CuO的目的是____________________；蒸發濃縮時，要用硝酸調節溶液的pH，其理由是______________________________。

Answer 1

（1）Cu₂S＋4Fe^3＋=2Cu^2＋＋4Fe^2＋＋S
（2）溫度高苯容易揮發　溫度低溶解速率小
（3）4NO_x＋（5－2x）O₂＋2H₂O=4HNO₃　b
（4）調節溶液的pH，使鐵完全轉化為Fe（OH）₃沉淀　抑制Cu^2＋的水解（不帶入其他雜質）

（1）反應物為Cu₂S和FeCl₃，由流程信息可知產物有Cu^2＋、S，FeCl₃作氧化劑，還原產物為Fe^2＋。Cu₂S總化合價升高4，而Fe^3＋降低1，所以Cu₂S前配1，Fe^3＋前配4。（2）從苯的物理性質和溶解速率著手分析。（3）NO_x→HNO₃，氮元素化合價由＋2x→＋5，化合價變化（5－2x），O₂化合價降低4，守恒配平。濾液M是鐵置換CuCl₂中銅后的FeCl₂溶液，氯化可生成循環使用的FeCl₃溶液。（4）實驗的目的是除鐵，①加硝酸氧化Fe^2＋→Fe^3＋，②加CuO調節pH沉淀Fe^3＋。由于Cu^2＋能水解，蒸發Cu（NO₃）₂時需要加HNO₃以抑制水解。