Question

【題目】銅在自然界中常以多種形態存在，現以孔雀石礦石[成分為Cu2(OH)2CO3、CuFeS2、SiO2、Fe2O3等]為原料生產主產品膽礬和副產品鐵紅的工藝流程如圖：

（1）氣體1的成分除H2O（g）外，還有_______________，步驟①中發生氧化還原反應的化學方程式為 ___________________________________________________，濾液1的主要成分的用途之一為________________________________________。

（2）目前工業生產中步驟③酸浸的百分率為70%，為進一步提高酸浸的百分率可采取的措施有__________（答出兩點）。

（3）步驟④調pH所用試劑為_____________ 。

（4）室溫下濾液3的pH=4，Ksp[Fe(OH) 3]=4×10-38，則濾液3中c（Fe3+）=____________。

（5）步驟⑤操作為___________________________________________________________.。

（6）假設使用孔雀石質量為m kg，步驟③酸浸的百分率為70%，經濾渣2所得鐵紅的質量為n kg，則孔雀石礦石中鐵元素的含量為______________________。

Answer 1

【答案】CO2、SO2 4CuFeS+13O24CuO+2Fe2O3+8SO2 制備硅膠、木材防火劑等 升高溫度、增大酸的濃度 CuO[或CuCO3、Cu(OH)2等] 4×10-8mol/L 蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌 ×100%

【解析】

孔雀石礦石的成分為Cu2(OH)2CO3、CuFeS2、SiO2、Fe2O3，生產主產品膽礬和副產品鐵紅，由流程可知，①中Cu2(OH)2CO3灼燒生成CO2，且發生4CuFeS+13O24CuO+2Fe2O3+8SO2，則氣體1為CO2、SO2，熔塊含CuO、Na2SiO3、Fe2O3，水浸后濾液1含Na2SiO3，濾渣1含CuO、Fe2O3，酸浸后濾液2含硫酸鐵、硫酸銅，調節pH過濾分離出濾渣2為Fe(OH)3，Fe(OH)3加熱生成鐵紅，濾液3中含硫酸銅，蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌分離出膽礬。

（1）氣體1的成分除H2O(g)外，還有CO2、SO2，步驟①中發生氧化還原反應的化學方程式為4CuFeS+13O24CuO+2Fe2O3+8SO2，濾液1的主要成分的用途之一為制備硅膠、木材防火劑等；

（2）目前工業生產中步驟③酸浸的百分率為70%，為進一步提高酸浸的百分率可采取的措施有升高溫度、增大酸的濃度；

（3）步驟④調pH所用試劑為CuO[或CuCO3、Cu(OH)2等]，可促進鐵離子水解轉化為沉淀，且不引入新雜質；

（4）室溫下濾液3的pH=4，Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38，則濾液3中c(Fe3＋)=4×10-38/(10-10)3mol·L-1=4×10-8 mol·L-1；

（5）步驟⑤操作為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌；

（6）假設使用孔雀石質量為m kg，步驟③酸浸的百分率為70%，經濾渣2所得鐵紅的質量為n kg，由鐵元素守恒可知，孔雀石礦石中鐵元素的含量為 =×100%。