Question

一种以辉铜矿(主要成分为Cu₂S，含少量SiO₂）为原料制备硝酸铜的工艺流程如图所示：

（1）写出“浸取”过程中Cu₂S溶解时发生反应的离子方程式：___。

（2）恒温“浸取”的过程中发现铜元素的浸取速率先增大后减少，有研究指出CuCl₂是该反应的催化剂，该过程的反应原理可用化学方程式表示为：①Cu₂S +2CuCl₂=4CuCl+S；②___。

（3）“回收S”过程中温度控制在50～60℃之间，不宜过高的原因是___。

（4）向滤液M中加入(或通入)___(填字母)，可得到一种可循环利用的物质。

a.铁    b.氯气    c.高锰酸钾    d.氯化氢

（5）“保温除铁”过程中，加入CuO的目的是__；“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中，要用HNO₃溶液调节溶液的pH，其理由_。

（6）辉铜矿可由黄铜矿(主要成分为CuFeS₂)通过电化学反应转变而成，有关转化见图，转化时转移0.2mol电子，生成Cu₂S___mol。

Answer

Cu2S+4Fe3+=2Cu2++4Fe2++S CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2 温度高苯容易挥发 b 调节溶液的pH，使铁完全转化为Fe(OH)3沉淀 抑制Cu2+的水解 0.2

【解析】

辉铜矿加入氯化铁溶液溶解浸取，二氧化硅不反应，过滤得到矿渣用苯回收硫单质，说明Cu2S和FeCl3发生反应生成S单质，还生成氯化铜、氯化亚铁。在滤液中加入铁还原铁离子和铜离子，然后过滤，滤液M主要含有氯化亚铁，保温除铁加入稀硝酸溶液将铁氧化为铁离子，氧化铜调节溶液pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤分离，滤液中主要含有硝酸铜，加入硝酸抑制铜离子水解，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到硝酸铜晶体。

（1）浸取过程中Fe3+将Cu2S氧化，根据电子守恒和元素守恒可得其离子反应方程式，故答案为：；

（2）根据Cu2S的最终产物CuCl2可得反应②，故答案为：；

（3）回收硫时所用溶剂为苯，苯的熔沸点较低，故答案为：温度高苯容易挥发；

（4）M中主要物质为氯化亚铁，通入氯气可生成氯化铁，实现循环使用，故答案为：b；

（5）“保温除铁”过程要除去Fe3+，故需要加入氧化铜来调节pH值，使Fe3+生成氢氧化铁沉淀；铜离子会水解，故在蒸发浓缩冷却结晶过程中需要加入硝酸来抑制其水解，故答案为：调节溶液的pH，使铁完全转化为Fe(OH)3沉淀；抑制Cu2+的水解；

（6）该转化中Cu被氧化成Cu2S，化合价升高1价，CuFeS2被还原成Cu2S，化合价降低1价，根据电子守恒可知答案为：0.2。