當(dāng)前位置：
試題詳情
以黃銅礦精礦為原料，制取硫酸銅及金屬銅的工藝如下所示：
Ⅰ．將黃銅礦精礦（主要成分為CuFeS2，含有少量CaO、MgO、Al2O3）粉碎
Ⅱ．采用如下裝置進行電化學(xué)浸出實驗
將精選黃銅礦粉加入電解槽陽極區(qū)，恒速攪拌，使礦粉溶解．在陰極區(qū)通入氧氣，并加入少量催化劑．
Ⅲ．一段時間后，抽取陰極區(qū)溶液，向其中加入有機萃取劑（RH）發(fā)生反應(yīng)：2RH（有機相）+Cu2+（水相）?R2Cu（有機相）+2H+（水相）分離出有機相，向其中加入一定濃度的硫酸，使Cu2+得以再生．
Ⅳ．電解硫酸銅溶液制得金屬銅．
（1）黃銅礦粉加入陽極區(qū)與硫酸及硫酸鐵主要發(fā)生以下反應(yīng)：
CuFeS2+4H+=Cu2++Fe2++2H2S
2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+
①陽極區(qū)硫酸鐵的主要作用是吸收硫化氫氣體，防止環(huán)境污染吸收硫化氫氣體，防止環(huán)境污染．
②電解過程中，陽極區(qū)Fe3+的濃度基本保持不變，原因是Fe2+在陽極放電Fe2+-e-=Fe3+，又生成Fe3+Fe2+在陽極放電Fe2+-e-=Fe3+，又生成Fe3+．
（2）陰極區(qū)，電極上開始時有大量氣泡產(chǎn)生，后有固體析出，一段時間后固體溶解．寫出上述現(xiàn)象對應(yīng)的反應(yīng)式2H++2e-=H2↑、Cu2++2e-=Cu、2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O；2H++2e-=H2↑、Cu2++2e-=Cu、2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O；．
（3）若在實驗室進行步驟Ⅲ，分離有機相和水相的主要實驗儀器是分液漏斗分液漏斗；加入有機萃取劑的目的是富集Cu2+，分離Cu2+與其它金屬陽離子富集Cu2+，分離Cu2+與其它金屬陽離子．
（4）步驟Ⅲ，向有機相中加入一定濃度的硫酸，Cu2+得以再生的原理是增大H+濃度，使平衡2RH（有機相）+Cu2+（水相）?R2Cu（有機相）+2H+（水相）逆向移動，Cu2+進入水相得以再生增大H+濃度，使平衡2RH（有機相）+Cu2+（水相）?R2Cu（有機相）+2H+（水相）逆向移動，Cu2+進入水相得以再生．
（5）步驟Ⅳ，若電解200mL 0.5mol/L的CuSO4溶液，生成銅3.2g,此時溶液中離子濃度由大到小的順序是c（H+）＞c（SO42-）＞c（Cu2+）＞c（OH-）c（H+）＞c（SO42-）＞c（Cu2+）＞c（OH-）．（忽略電解前后溶液體積的變化）
【考點】制備實驗方案的設(shè)計；電解原理．
【答案】吸收硫化氫氣體，防止環(huán)境污染；Fe2+在陽極放電Fe2+-e-=Fe3+，又生成Fe3+；2H++2e-=H2↑、Cu2++2e-=Cu、2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O；；分液漏斗；富集Cu2+，分離Cu2+與其它金屬陽離子；增大H+濃度，使平衡2RH（有機相）+Cu2+（水相）?R2Cu（有機相）+2H+（水相）逆向移動，Cu2+進入水相得以再生；c（H+）＞c（SO42-）＞c（Cu2+）＞c（OH-）
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/5/23 20:38:36組卷：16引用：4難度：0.3
相似題
-
1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當(dāng)pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當(dāng)pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5