Question

【題目】輝銅礦石主要含有硫化亞銅(Cu2S)，還含有FeO、CaO、SiO2等。以輝銅礦石為原料制備CuCl2·2H2O的工藝流程如圖所示：

已知：Ⅰ.金屬離子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：

Ⅱ.NaCl易溶于水，不溶于酒精，隨溫度變化溶解度變化不明顯；CuCl2·H2O易溶于水，酒精，濃氨水，隨溫度升高溶解度變化明顯增大。

Ⅲ.Ksp(CaF2)=4.0×10-11

（1）為了提高“溶浸”效率，可采取的措施是___。寫出“溶浸”過程中Cu2S溶解時離子方程式：___。

（2）“脫硫”時，隨著溫度的升高，脫硫率呈上升趨勢（如圖），原因是___。

（3）寫出“脫氟”時HF發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：___。

（4）“沉鐵”過程中，加入NaClO的兩個作用是___。

（5）“操作X”的具體操作是___。

（6）經(jīng)過“操作X”后，母液經(jīng)過一系列操作可得到另外一種物質(zhì)，要得到這種純凈物，最好選用下列試劑洗滌___。

A．濃鹽酸 B．水 C．酒精 D．濃氨水

（7）向“浸出液”中加入NaF除去溶液中Ca2+(濃度為1.0×10-3mol·L-1)，當(dāng)溶液中c(F-)=2.0×10-3mol·L-1時，除鈣率為___。

Answer 1

【答案】將礦石細(xì)磨（攪拌、升溫或其它合理答案） Cu2S＋4Fe3＋=S＋4Fe2＋＋2Cu2＋ 溫度升高，單質(zhì)硫在煤油中的溶解度增加 4HF＋H2SiO3=SiF4↑＋3H2O NaClO將Fe2＋氧化Fe3＋，消耗H+，使H+濃度減小，促使水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋向右移動，生成Fe(OH)3沉淀 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 C 99%

【解析】

輝銅礦加入氯化鐵溶液溶解浸取過濾，得到礦渣加入煤油回收硫單質(zhì)；加入NaF除去鈣離子，生成CaF2沉淀，加鹽酸和硅酸鈉生成H2SiO3除去多余的氟離子，再用NaClO將Fe2＋氧化Fe3＋，消耗H+，使H+濃度減小，促使水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋向右移動，生成Fe(OH)3沉淀；過濾后在濾液中加入鹽酸調(diào)節(jié)pH，蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶，得到CuCl2·H2O。

（1）為了提高“溶浸”效率，可采取的措施是將礦石細(xì)磨（攪拌、升溫或其它合理答案）；“溶浸”過程中Cu2S溶解時，被Fe3＋氧化，離子方程式：Cu2S＋4Fe3＋=S＋4Fe2＋＋2Cu2＋。

故答案為：將礦石細(xì)磨（攪拌、升溫或其它合理答案）；Cu2S＋4Fe3＋=S＋4Fe2＋＋2Cu2＋；

（2）“脫硫”時，隨著溫度的升高，脫硫率呈上升趨勢，溫度升高，單質(zhì)硫在煤油中的溶解度增加；

故答案為：溫度升高，單質(zhì)硫在煤油中的溶解度增加；

（3）加鹽酸和硅酸鈉生成H2SiO3除去多余的氟離子，“脫氟”時HF發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：4HF＋H2SiO3=SiF4↑＋3H2O。

故答案為：4HF＋H2SiO3=SiF4↑＋3H2O；

（4）“沉鐵”過程中，加入NaClO的兩個作用是NaClO將Fe2＋氧化Fe3＋，消耗H+，使H+濃度減小，促使水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋向右移動，生成Fe(OH)3沉淀；

故答案為：NaClO將Fe2＋氧化Fe3＋，消耗H+，使H+濃度減小，促使水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋向右移動，生成Fe(OH)3沉淀；

（5）氯化銅溶于水，則“操作X”的具體操作是蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶。

故答案為：蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶

（6）經(jīng)過“操作X”后，母液經(jīng)過一系列操作可得到另外一種物質(zhì)，這種物質(zhì)是NaCl，NaCl易溶于水，不溶于酒精，隨溫度變化溶解度變化不明顯；CuCl2·H2O易溶于水、酒精、濃氨水，隨溫度升高溶解度變明顯增大。所以要得到這種純凈物，最好選用洗滌劑酒精，而A．濃鹽酸、B．水、D．濃氨水三個選項中提供的物質(zhì)均能溶解NaCl，故答案為：C。

（7）當(dāng)溶液中c(F-)=2.0×10-3mol·L-1時,Ksp(CaF2)=c(Ca2＋)c2(F－)=c(Ca2＋)(2.0×10-3)2= 4.0×10-11，c(Ca2＋)=1.0×10-5mol·L-1，則除鈣率為 ×100%=99%。

故答案為：99%。