Question

工業(yè)上以黃銅礦(主要成分是CuFeS2,雜質(zhì)不溶于水和酸)為原料,制備藍(lán)色晶體G,其化學(xué)式為[Cu(NH3)4]SO4·H2O,涉及流程如下:

已知25 ℃時(shí),幾種金屬氫氧化物的溶度積常數(shù)和完全沉淀的pH范圍如下表:

	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)3
Ksp	8.0×10-16	2.2×10-20	4.0×10-38
完全沉淀pH	≥9.6	≥6.4	≥3.2

 

(1)加快黃銅礦焙燒速率,可采用的措施有 (寫兩種)。

(2)加入雙氧水可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ;

試劑X的化學(xué)式為　　　　　　　　。

(3)常溫下,0.1 mol/L試劑Y的pH=11,則該溫度下,試劑Y的電離常數(shù)為　　　　,用pH試紙測(cè)該溶液pH的方法是 　。

(4)已知Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:　　　　　　　　。

(5)在溶液N中加入乙醇的目的是 　。

 

Answer 1

(1)將黃銅礦粉碎、升高溫度、增大空氣流速(任選兩種)

(2)2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O　CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3中的任一種

(3)1×10-5　取一小片pH試紙放在玻璃片或表面皿上,用玻璃棒或膠頭滴管取待測(cè)液點(diǎn)在pH試紙中部,待顏色變化穩(wěn)定后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比,讀出pH

(4)K=

(5)降低G的溶解度,促進(jìn)深藍(lán)色晶體析出

【解析】(1)對(duì)于固體反應(yīng)物燃燒來講,加快化學(xué)反應(yīng)速率的措施有:①增大固體接觸面積;②升高溫度;③增大空氣流速(即增大O2濃度);④利用超聲波等;結(jié)合本題的情況,①②③都符合。

(2)從該題的工藝流程,再結(jié)合產(chǎn)物的陰離子,溶液Q應(yīng)為H2SO4溶液,則溶液A中有:Fe2+、Fe3+、Cu2+和過量H2SO4,再結(jié)合所給數(shù)據(jù),知此工藝應(yīng)將Fe2+Fe3+,然后讓Fe3+水解成Fe(OH)3沉淀濾去,而Cu2+則不能形成沉淀,而要保證Fe3+水解形成沉淀[由于Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+],則需要減小溶液酸性,所以雙氧水的作用是將Fe2+氧化成為Fe3+,過量的試劑X的作用是能夠促進(jìn)Fe3+Fe(OH)3,即要促進(jìn)Fe3+水解向右進(jìn)行,那么則需要消耗H+又不能引入新的雜質(zhì),結(jié)合題中物質(zhì)應(yīng)該加入含銅元素又能消耗H+且不引入雜質(zhì)的物質(zhì),則X為CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3。

(3)由上面知溶液C主要為CuSO4溶液,則加入Y后能生成[Cu(NH3)4]SO4,則Y為氨水,NH3·H2ON+OH-,K======10-5。

(4)書寫時(shí),氫氧化銅固體和水不計(jì)入表達(dá)式。

(5)深藍(lán)色晶體的主要成分是[Cu(NH3)4]SO4·H2O,加入乙醇的目的是降低其溶解度,促進(jìn)晶體析出。