问题 填空题

以黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含少量杂质SiO2等)为原料进行炼铜,同时得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)。其主要流程如下:

已知:① 4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO43+2H2O

②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表

沉淀物Cu(OH)2Fe(OH)3Fe(OH)2
开始沉淀pH4.72.77.6
完全沉淀pH6.73.79.6
 

(1)试剂a是__________,试剂b是__________。

(2)操作X应为蒸发浓缩、__________、__________。

(3)反应Ⅱ中加CuO调pH为__________,目的是使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,防止生成Cu(OH)2沉淀。

(4)反应Ⅴ的离子方程式为:__________________________________________。

答案

(1)Fe(或铁)  稀硫酸

(2)冷却结晶  过滤(洗涤干燥)

(3)3.7~4.7

(4)Fe+2Fe3+=3Fe2+

以黄铜矿为原料进行炼铜,同时得到副产品绿矾的主要流程如下:反应Ⅰ是将CuFeS2转化为CuSO4和Fe2(SO43,并过滤除去SiO2。反应Ⅱ是通过水解反应分离CuSO4和Fe2(SO43,根据表中给出的数据可知,Fe3+的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是2.7~3.7,Cu2+的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是4.7~6.7,要想将溶液中的Fe3+完全沉淀且Cu2+不能沉淀,需要调节溶液的pH为3.7~4.7;为了不引入新杂质,可以向溶液中加入CuO调节溶液的pH至3.7~4.7,此时Fe3+完全沉淀;最后过滤,即可得到纯净的CuSO4溶液和Fe(OH)3沉淀。由实验目的知,反应Ⅲ是将CuSO4转化为Cu,所以加入的试剂a是过量的Fe,反应后过滤得到FeSO4溶液和Fe、Cu混合物。反应Ⅳ是从Fe、Cu混合物中得到Cu,所以加入的试剂b是稀硫酸。反应Ⅴ是将Fe2(SO43转化为FeSO4溶液,发生反应的离子方程式为:Fe+2Fe3+=3Fe2+。操作X是从FeSO4溶液中得到绿矾,操作方法为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。

单项选择题
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