工業用黃銅礦(主要成分CuFeS2,含少量鋅、鉛的硫化物)冶煉銅的一種方法如下:(1)Ⅰ中發生下列反應。ⅰ.C...
問題詳情:
工業用黃銅礦(主要成分CuFeS2,含少量鋅、鉛的硫化物)冶煉銅的一種方法如下:
(1)Ⅰ中發生下列反應。ⅰS2 + 3Cu2+ + 4Cl- = 4CuCl+ Fe2+ +2Sⅱ. CuCl + Cl-CuCl2-,I中鹽*的作用是________。
(2)Ⅱ中通入空氣,將Fe2+轉化FeOOH沉澱。
①Fe2+轉化為FeOOH的離子方程式是__________。
②溶液A中含金屬元素的離子有:Zn2+、Pb2+和________。
(3)Ⅲ中需控制NaOH溶液的用量,其原因是________。
(4)Ⅳ中加入Na2CO3溶液的目的是________。
(5)V中反應的離子方程式是________。
(6)從物質循環利用的角度分析,如何處理NaCl溶液才能更好地服務於該冶煉銅的工藝,並説明理由:__。
【回答】
(1). 補充Cl-,促進I中反應,提高銅元素浸出率 (2). 4Fe2+ + O2 + 6H2O = 4FeOOH↓+ 8H+ (3). Cu2+、CuCl2- (4). 防止Zn2+、Pb2+沉澱,同時避免CuCl2-變成Cu2O沉澱 (5). 除去Zn2+和Pb2+ (6). 2CuCl2- + 2OH- = Cu2O↓+4Cl- +H2O (7). 電解*化*溶液產生H2、Cl2和NaOH,NaOH可用於Ⅲ、Ⅴ中作沉澱劑,H2可用於Ⅵ作還原劑,Cl2可用於Ⅷ作氧化劑
【解析】
【分析】
(1)觀察I中的兩個反應,其中ii是可逆反應,故使用稀鹽*可以促使平衡正向移動,增大銅元素的浸出率;
(2)①Fe2+被O2氧化FeOOH,則反應物中還含有H2O,依此寫出方程式;
②根據I中的反應及Cu(OH)3Cl,可以推出溶液A中還含有Cu2+、CuCl2-;
(3)在流程中,從溶液A中得到Cu(OH)3Cl要經過鹽*的處理得到CuCl2,因此要求Cu(OH)3Cl的純度要高,所以III中控制NaOH的用量是為了防止Zn2+、Pb2+形成沉澱,同時也可避免CuCl2-變成Cu2O沉澱;
(4)通過V、VI可知,溶液C中沒有雜質離子,故Ⅳ中加入Na2CO3溶液是為了除去Zn2+和Pb2+;
(5)溶液C中的主要離子為CuCl2-,根據圖中可知,該離子和NaOH反應生成了Cu2O,據此寫出離子方程式;
(6)觀察流程圖,可以發現電解飽和NaCl溶液所得的產物Cl2、H2、NaOH均有運用,故可以電解*化*溶液。
【詳解】(1)使用稀鹽*,可以增加Cl-的濃度,使得反應ii的平衡正向移動,增大銅元素的浸出率;
(2)①Fe2+轉化為FeOOH的離子方程式為4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH↓+8H+;
②黃銅礦和CuCl2、稀鹽*反應後,再向所得溶液通入O2得到溶液A,可以推出溶液中有CuCl2-,再根據溶液A中加入NaOH溶液得到Cu(OH)3Cl,可以推出溶液A中還含有Cu2+;
(3)III中控制NaOH的用量是為了防止Zn2+、Pb2+形成沉澱,同時也可避免CuCl2-變成Cu2O沉澱,以防止Cu(OH)3Cl中含有雜質;
(4)Ⅳ中加入Na2CO3溶液是為了除去Zn2+和Pb2+;
(5)溶液C中的主要離子為CuCl2-,根據圖中可知,該離子和NaOH反應生成了Cu2O,則反應的離子方程式為:2CuCl2-+2OH-=Cu2O↓+4Cl- +H2O;
(6)如圖所示,電解*化*溶液產生H2、Cl2和NaOH,NaOH可用於Ⅲ、Ⅴ中作沉澱劑,H2可用於Ⅵ作還原劑,Cl2可用於Ⅷ作氧化劑。
知識點:金屬元素的單質及其化合物
題型:綜合題