解答题-工业流程题 较难0.4 引用1 组卷409
由黄铜矿为原料(主要成分为CuFeS2)制备99.95%~99.98%精铜的流程如下:
(1)高温焙烧第一反应为2CuFeS2+4O2=Cu2S+2FeO+3SO2,该反应中氧化剂为____________ 。产物Cu2S在1200℃高温下继续反应:2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2,2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2。6mol CuFeS2和14.25mol O2反应,理论上可得到Cu________ mol(假定各步反应都完全)。
(2)取三份质量均为16.9g的上述粗铜,成分为Cu、Fe、Zn。现在需要分析其中铜的含量,进行如下实验(所有气体体积均为标况下的数据):
① 取一份粗铜放入足量稀硫酸中,共放出氢气1.568L。
② 另取一份粗铜放入稍过量的较浓硝酸中,加热使合金铜完全溶解,收集到了NO和NO2的混合气体8.736L,与3.304LO2混合后,得到的混合气体恰好被水完全吸收。
③ 再取一份粗铜进行电解精炼,阳极完全溶解后阴极增加质量17.28g。
求粗铜中Cu的质量分数_________ (保留一位小数)。
(1)高温焙烧第一反应为2CuFeS2+4O2=Cu2S+2FeO+3SO2,该反应中氧化剂为
(2)取三份质量均为16.9g的上述粗铜,成分为Cu、Fe、Zn。现在需要分析其中铜的含量,进行如下实验(所有气体体积均为标况下的数据):
① 取一份粗铜放入足量稀硫酸中,共放出氢气1.568L。
② 另取一份粗铜放入稍过量的较浓硝酸中,加热使合金铜完全溶解,收集到了NO和NO2的混合气体8.736L,与3.304LO2混合后,得到的混合气体恰好被水完全吸收。
③ 再取一份粗铜进行电解精炼,阳极完全溶解后阴极增加质量17.28g。
求粗铜中Cu的质量分数
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以黄铜矿(主要成分二硫化亚铁铜CuFeS2)为原料,用Fe2(SO4)3溶液作浸取剂提取铜,总反应的离子方程式是CuFeS2+4Fe3+Cu2++5Fe2++2S。
(1)该反应中,Fe3+体现________ 性。
(2)上述总反应的原理如图所示。
负极的电极反应式是________ 。
(3)一定温度下,控制浸取剂pH=1,取三份相同质量黄铜矿粉末分别进行如下实验:
①对比实验I、II,通入空气,Cu2+浸出率提高的原因是________ 。
②由实验III推测,在浸取Cu2+过程中Ag+作催化剂,催化原理是:
ⅰ.CuFeS2+4Ag+=Fe2++Cu2++2Ag2S
ⅱ.Ag2S+2Fe3+=2Ag++2Fe2++S
为证明该催化原理,进行如下实验:
a.取少量黄铜矿粉末,加入少量0.0005mol·L-1Ag2SO4溶液,充分混合后静置。取上层清液,加入稀盐酸,观察到溶液中________ ,证明发生反应i。
b.取少量Ag2S粉末,加入________ 溶液,充分混合后静置。取上层清液,加入稀盐酸,有白色沉淀,证明发生反应ii。
(4)用实验II的浸取液电解提取铜的原理如图所示:
①电解初期,阴极没有铜析出。用电极反应式解释原因是_______________ 。
②将阴极室的流出液送入阳极室,可使浸取剂再生,再生的原理是_____________________ 。
(1)该反应中,Fe3+体现
(2)上述总反应的原理如图所示。
负极的电极反应式是
(3)一定温度下,控制浸取剂pH=1,取三份相同质量黄铜矿粉末分别进行如下实验:
实验 | 操作 | 2小时后Cu2+浸出率/% |
I | 加入足量0.10mol·L-1Fe2(SO4)3溶液 | 78.2 |
II | 加入足量0.10mol·L-1Fe2(SO4)3溶液,通入空气 | 90.8 |
III | 加入足量0.10mol·L-1Fe2(SO4)3溶液,再加入少量0.0005mol·L-1Ag2SO4溶液 | 98.0 |
②由实验III推测,在浸取Cu2+过程中Ag+作催化剂,催化原理是:
ⅰ.CuFeS2+4Ag+=Fe2++Cu2++2Ag2S
ⅱ.Ag2S+2Fe3+=2Ag++2Fe2++S
为证明该催化原理,进行如下实验:
a.取少量黄铜矿粉末,加入少量0.0005mol·L-1Ag2SO4溶液,充分混合后静置。取上层清液,加入稀盐酸,观察到溶液中
b.取少量Ag2S粉末,加入
(4)用实验II的浸取液电解提取铜的原理如图所示:
①电解初期,阴极没有铜析出。用电极反应式解释原因是
②将阴极室的流出液送入阳极室,可使浸取剂再生,再生的原理是
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