Question

【題目】有一種細菌在酸性水溶液中，有氧氣的情況下，可以將黃銅礦（主要成分是CuFe，含少量雜質SiO2）氧化為硫酸鹽。運用該原理生產銅和綠礬（FeSO4·7H2O）的流程如下：

已知：

	Fe2+	Cu2+	Fe3+
開始轉化成氫氧化物沉淀時的pH	7.6	4.7	2.7
完全轉化成氫氧化物沉淀時的pH	9.6	6.7	3.7

回答下列問題：

（1）試劑a是_________，調節溶液的pH值，為使Fe3+完全沉淀，合適pH的范圍是_______。

（2）試劑b為________，請寫出反應III的離子方程式________________。

（3）固體A成份是________。

（4）欲從濾液中獲得綠礬晶體，操作I應為________________、洗滌干燥。

（5）反應I中參加反應的n（CuFeS2）：n（O2）=________________。

Answer 1

【答案】 CuO或Cu（OH）2 3.7～4.7 鐵粉 Fe+Cu2+＝Cu+Fe2+ Fe（OH）3 加熱濃縮，降溫結晶，過濾 4:17 或1:17／4或4.25

【解析】（1）為了調節溶液PH值，用CuO或Cu(OH)2在不引入新雜質的情況下消耗酸溶時的酸，使溶液中的鐵轉化為氫氧化鐵而與硫酸銅溶液分離，為使Fe3+完全沉淀，合適pH的范圍是3.7～4.7；（2）試劑b從硫酸銅溶液中置換出銅，則試劑b應該為鐵粉，反應產生的硫酸亞鐵可并入濾液用于制備綠礬，反應III的離子方程式為：Fe+Cu2+＝Cu+Fe2+；（3）從工藝流程圖可知，Fe3+在溶液中存在水解平衡，即Fe3++ 3H2OFe(OH)3+3H+，在PH達3.7時，Fe3+沉淀完全，當加入氧化銅后，氧化銅能與H+反應，促進水解平衡右移，使Fe3+轉化為Fe(OH)3被除去，而氧化銅不被損耗，且不會引入新雜質，固體A為氫氧化鐵；（4）欲從濾液中獲得綠礬晶體，操作I應為加熱濃縮，降溫結晶，過濾、洗滌干燥；（5）反應Ⅰ中的反應物是CuFeS2、O2、H2SO4三種物質，生成物是硫酸鐵、硫酸銅和水，根據奇偶法配平，所以方程式是：4CuFeS2+17O2+2H2SO4═2Fe2(SO4)3+4CuSO4+2H2O；根據反應可知，參加反應的n（CuFeS2）：n（O2）=4:17=1： =4.25。