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(jìn)行電化學(xué)浸出實(shí)驗(yàn)

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(shí)間后,抽取陰極區(qū)溶液,向其中加入有機(jī)萃取劑(RH)發(fā)生反應(yīng):2RH(有機(jī)相)+Cu2(水相) R2Cu(有機(jī)相)+2H(水相)
分離出有機(jī)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____________。
②電解過程中,陽極區(qū)Fe3的濃度基本保持不變,原因是______________________。
(2)陰極區(qū),電極上開始時(shí)有大量氣泡產(chǎn)生,后有固體析出,一段時(shí)間后固體溶解。寫出上述現(xiàn)象對應(yīng)的反應(yīng)式____________________。
(3)若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟Ⅲ,分離有機(jī)相和水相的主要實(shí)驗(yàn)儀器是__________;加入有機(jī)萃取劑的目的是__________。
(4)步驟Ⅲ,向有機(jī)相中加入一定濃度的硫酸,Cu2得以再生的原理是____________。
(5)步驟Ⅳ,若電解200 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,生成銅3.2 g,此時(shí)溶液中離子濃度由大到小的順序是__________。
(1)①吸收硫化氫氣體,防止環(huán)境污染
②Fe2-e=Fe3
(2)2H+2e=H2↑、Cu2+2e=Cu、2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O
(3)分液漏斗 富集Cu2、分離Cu2與其它金屬陽離子
(4)增大H濃度,使平衡2RH(有機(jī)相)+Cu2(水相)??R2Cu(有機(jī)相)+2H(水相)逆向移動(dòng),Cu2進(jìn)入水相得以再生
(5)c(H)>c(SO42-)>c(Cu2)>c(OH)
(1)根據(jù)2Fe3+H2S=2Fe2+S↓+2H,可判斷Fe2(SO4)3的主要作用是氧化H2S氣體,防止H2S對環(huán)境的污染,當(dāng)Fe3被H2S還原為Fe2后,在陽極上Fe2-e=Fe3,使Fe3的濃度基本保持不變。
(2)在陰極上,2H+2e=H2↑,然后Cu2+2e=Cu,接著在酸性條件下,Cu被O2氧化成CuO,CuO和H2SO4反應(yīng)生成CuSO4。
(3)有機(jī)相和水相不混溶,所以應(yīng)用分液漏斗分離,由于Cu2在有機(jī)相中,所以加入有機(jī)萃取劑可富集Cu2。
(4)利用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋。
(5)2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2
0.05 mol  0.05 mol
所以n(H)=0.1 mol
由于Cu2的水解,所以n(Cu2)<0.05 mol,n(H)>0.1 mol。
所以c(H)>c(SO42-)>c(Cu2)>c(OH)。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題


如圖所示,通電一段時(shí)間后,Cu電極增重2.16 g,同時(shí)在A池中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體224 mL,設(shè)A池中原混合液的體積為100 mL,則通電前A池中原混合溶液Cu2的濃度為
A.0.05 mol/LB.0.035 mol/LC.0.025 mol/LD.0.020 mol/L

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

如圖中X為電源,Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙,濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液,通電后Y中央的紫紅色斑點(diǎn)向d端擴(kuò)散。下列判斷正確的是(  )
A.濾紙上c點(diǎn)附近會變紅色
B.Cu電極質(zhì)量減小,Pt電極質(zhì)量增大
C.Z中溶液的pH先減小,后增大
D.溶液中的SO42向Cu電極定向移動(dòng)

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效氧化劑、漂白劑。已知:NaClO2飽和溶液在溫度低于38oC時(shí)析出的晶體是NaClO2·3H2O,高于38oC時(shí)析出晶體是NaClO2,高于60oC時(shí)NaClO2分解成NaClO3和NaCl。利用下圖所示裝置制備亞氯酸鈉。裝置②反應(yīng)容器為三頸燒瓶。

完成下列填空:
(1)組裝好儀器后,檢查整套裝置氣密性的操作是:                    。
(2)裝置②中產(chǎn)生ClO2的化學(xué)方程式為                                 
裝置④中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                                  。
(3)從裝置④反應(yīng)后的溶液獲得NaClO2晶體的操作步驟為:
①減壓,55oC蒸發(fā)結(jié)晶;②     ;③     ;④低于60oC干燥,得到成品。
(4)目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝。

①上圖是用石墨作電極,一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2的示意圖。則陽極產(chǎn)生C1O2的電極反應(yīng)為               
②電解一段時(shí)間,當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體體積為112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),停止電解。通過陽離子交換膜的陽離子的物質(zhì)的量為   mol。
(5)準(zhǔn)確稱取所得亞氯酸鈉樣品l0 g于燒杯中,加入適量蒸餾水和過量的碘化鉀晶體,再滴入適量的稀硫酸,充分反應(yīng)(ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+C1-)。將所得混合液配成250 mL待測溶液。配制待測液需用到的定量玻璃儀器是     ;取25.00 mL待測液,用2.0mol·L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),以淀粉溶液做指示劑,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為          。重復(fù)滴定2次,測得Na2S2O3溶液平均值為20.00 mL。該樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為        。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

電極a、b分別為Ag電極和Pt電極,電極c、 d都 是 石墨電極。通電一段時(shí)間后,在c、d兩極上共收集到336mL(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))氣體。回答:

(1)直流電源中,M為______________極。
(2)Pt電極上生成的物質(zhì)是____________,其質(zhì)量為____________g 。
(3)電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為________。
(4)電解過程中,AgNO3溶液的濃度______________(填“增大”、“減小”或“不變”,
下同),AgNO3溶液的pH__________,H2SO4溶液的濃度_________ ,H2SO4溶液的pH________ 。
(5)若H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%,則原有5.00%的H2SO4溶液為______g。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

南海某小島上,解放軍戰(zhàn)士為了尋找合適的飲用水源,對島上山泉水進(jìn)行分析化驗(yàn),結(jié)果顯示水的硬度為28°(屬于硬水),主要含鈣離子、鎂離子、氯離子和硫酸根離子。請思考下列問題:
(1)該泉水屬于    硬水(填寫“暫時(shí)”或“永久”)。 
(2)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和純堿,試劑添加時(shí)先加    后加    ,原因是                            。
(3)目前常用陽離子交換樹脂如NaR、HR來進(jìn)行水的軟化,若使用HR作為陽離子交換樹脂則水中的Ca2+、Mg2+與交換樹脂的    起離子交換作用。若使用NaR作為陽離子交換樹脂失效后可放入5%-8%    溶液中再生。
(4)島上還可以用海水淡化來獲得淡水。下面是海水利用電滲析法獲得淡水的原理圖,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42等離子,電極為惰性電極。請分析下列問題:

①陽離子交換膜是指    (填A(yù)或B)。
②寫出通電后陽極區(qū)的電極反應(yīng)式:                       ;陰極區(qū)的現(xiàn)象是:                          。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

請分析下列有關(guān)鋁鹽溶液電解時(shí)的變化情況。
(1)用石墨作電極,用如圖裝置電解AlCl3溶液,兩極均產(chǎn)生氣泡,陰極區(qū)有沉淀生成。持續(xù)電解,在陰極附近的溶液中還可觀察到的現(xiàn)象是         ,解釋此現(xiàn)象的離子方程式是                     。

(2)若用石墨作電極電解NaCl和Al2(SO4)3的混合溶液,混合溶液中二者的物質(zhì)的量濃度分別為3 mol·L-1、0.5 mol·L-1,則下列表示電解過程的曲線正確的是                    

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

pH=a某電解質(zhì)溶液中,插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后,溶液的pH<a,則該電解質(zhì)可能是
A.Ba(OH)2B.H­ClC.Na2SO4D.AgNO3

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

最近有研究人員發(fā)現(xiàn)了一種處理高濃度乙醛廢水的新方法— 隔膜電解法,乙醛分別在陰、陽極發(fā)生反應(yīng),轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸。實(shí)驗(yàn)室以一定濃度的乙醛—Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液,模擬乙醛廢水的處理過程,其裝置如圖所示。下列說法正確的是   
    
A.若以CH4—空氣燃料電池為直流電源,燃料電池的b極應(yīng)通入空氣
B.電解過程中,陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量增大
C.陽極反應(yīng)CH3CHO -2e- + 2H+="=" CH3COOH + H2O
D.電解過程中,兩極除分別生成乙酸和乙醇外,均產(chǎn)生了無色氣體,則陽極產(chǎn)生的是O2

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