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)、廢銅渣和稀硫酸共同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FeCl 3溶液作浸取劑。

①反應:Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl下標2+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)用黃銅礦(主要成分為CuFeS2)、廢銅渣和稀硫酸共同作用可獲得較純凈的Cu2S，根據圖示，同時生成了Fe2+和H2S，反應的離子方程式為CuFeS2+Cu+2H+=Cu2S+Fe2++H2S↑，故答案為：CuFeS2+Cu+2H+=Cu2S+Fe2++H2S↑；

(2)①根據反應: Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S，反應中S元素由-2價升高為0價，Cu元素由+1價升高為+2價，鐵元素由+3價降低為+2價，轉移4個電子，則每生成1molCuCl2，反應中轉移電子2mol；浸取時，在有氧環境下可維持Fe3+較高濃度，是因為氧氣能夠氧化亞鐵離子，反應的離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，故答案為：2mol；4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；

②浸取過程中加入洗滌劑溶解硫時，如果未洗硫，生成的硫覆蓋在Cu2S表面，阻礙浸取，會使銅元素浸取率較低，故答案為：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；故答案為：Fe3+的水解程度隨著pH的升高而增大；

(4)在堿性條件下，Cu2+與N2H4反應生成氮氣和銅，反應為：2Cu2++N2H4+4OH-=2Cu+N2↑+4H2O，反應中銅元素化合價降低被還原，銅為還原產物，N元素化合價升高被氧化，氮氣為氧化產物，還原產物與氧化產物的質量之比=，故答案為：；

(5)萃取后的“水相”中含有鐵離子，加入氨水，反應生成氫氧化鐵沉淀，煅燒可得到，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，煅燒可得到Fe2O3產品，故答案為：洗滌；煅燒。