Question

以黃銅礦(主要成分是CuFeS₂,含少量雜質SiO₂)為原料煉銅的方法分為高溫煉銅和濕法煉銅兩種。近年來,濕法煉銅有了新進展,科學家發現有一種細菌在酸性水溶液、氧氣存在下,可以將黃銅礦氧化成硫酸鹽:4CuFeS₂+2H₂SO₄+17O₂4CuSO₄+2Fe₂(SO₄)₃+2H₂O。某工廠運用該原理生產銅和綠礬的工藝如下:

回答下列問題:
(1)下列物質中可以用于上述流程中調節溶液pH的是　　　　(填序號)。

A．Cu；

B．Cu2(OH)2CO3；

C．H2SO4；

D．Fe；E.CuO

(2)濾渣A的主要成分為　                    (寫化學式)。
(3)寫出反應Ⅰ的化學方程式:　                    。
(4)試劑a為　　　                             　。
(5)欲從溶液中獲得綠礬晶體,分離操作Ⅰ應為　　　　(寫操作名稱)。
(6)生產過程中,除了試劑a、H₂O可以循環使用外,還可循環使用的物質有　　　　(寫化學式)。

Answer 1

(1)BE
(2)Fe(OH)₃
(3)2CuSO₄+2H₂O2Cu+2H₂SO₄+O₂↑
(4)鐵粉
(5)蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾
(6)H₂SO₄、O₂

(1)流程圖中的混合溶液為CuSO₄和Fe₂(SO₄)₃。調節pH的目的是除去Fe³⁺,Fe³⁺水解的方程式為:Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺。要求加入的試劑能與H⁺反應,不能引入除Cu²⁺、Fe³⁺外的其他雜質離子,不能與Fe³⁺反應,故供選試劑中只有B、E適合。(3)電解CuSO₄溶液,其產物為Cu、O₂和H₂SO₄。(4)Fe(OH)₃與H₂SO₄反應生成Fe³⁺,最終要得到綠礬,故試劑a應為鐵粉。(5)綠礬含有結晶水,從溶液中分離的操作步驟為蒸發濃縮、冷卻結晶,最后過濾即可。(6)電解生成的H₂SO₄和O₂也可循環
使用。