【题目】用某铜矿(含CuS以及少量FeO和Fe2O3)制备CuCl的主要流程如下:

已知Fe3+、Mn2+、Cu2+生成氢氧化物沉淀时的pH如下表所示:

物质

开始沉淀

沉淀完全

Fe(OH)3

2.7

3.7

Mn(OH)2

7.1

10.1

Cu(OH)2

4.7

6.7

(1)浸取时,CuS被浸取的离子方程式为CuS+MnO2+4H=Cu2++Mn2++S↓+2H2O,该反应的氧化剂是________(填化学式),Fe2O3被浸取的离子方程式为________________

(2)步骤③调整pH的范围为______,滤渣A的成分为________(填化学式)。

(3)“沉铁”时,需要检验Fe3+是否沉淀完全,所用的试剂为________(填化学式)。

(4)准确称取所制备的氯化亚铜样品1.600 g,将其置于足量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,用0.100 0 mol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL,反应中Cr2O72-被还原为Cr3+,计算样品中CuCl的质量分数(写出计算过程)______


参考答案:

【答案】MnO2 Fe2O3+6H===2Fe3++3H2O 3.7<pH<4.7 MnCO3 KSCN 93.3%

【解析】

由流程图可知,铜矿(含CuSCu2SCuO以及杂质FeOFe2O3)中加入稀硫酸、二氧化锰,CuS和二氧化锰、稀硫酸发生氧化还原反应,反应的离子反应方程式为CuS+MnO2+4H+=Cu2++Mn2++S+2H2OCu2SCuO以及杂质FeOFe2O3分别与稀硫酸反应离子方程式为Cu2S+2H+=Cu+Cu2++H2S↑、CuO+2H+=Cu2++H2OFeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;调节滤液pH,溶液中铁离子生成FeOH3沉淀;过滤,向滤液中加入碳酸铵溶液,锰离子与碳酸根反应生成MnCO3沉淀,过滤得到MnCO3沉淀;向滤液中加入氯化钠,通入二氧化硫,硫酸铜与氯化钠、二氧化硫发生反应生成氯化亚铜,反应的化学方程式为2CuSO4+2NaCl+SO2+2H2O =2CuCl+Na2SO4+2H2SO4

1)由方程式可知,浸取时CuSCu元素和S元素化合价升高,被氧化,CuS为还原剂,MnO2Mn元素化合价降低,被还原,MnO2为氧化剂;Fe2O3与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,故答案为:MnO2Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

2)步骤③目的是除去铁离子,溶液中铁离子生成FeOH3沉淀应调节pH3.7pH4.7,以避免生成氢氧化铜;向滤液中加入碳酸铵溶液,锰离子与碳酸根反应生成MnCO3沉淀,过滤得到MnCO3,故答案为:3.7pH4.7MnCO3

3)可用KSCN溶液检验铁离子,方法是取少量上层清液少许于试管中,向其中滴加KSCN溶液,若溶液不显红色,则表明已沉淀完全,故答案为:KSCN

4)由得失电子数目守恒可得如下关系6CuCl6Fe2+Cr2O72-nCuCl=6×0.1000molL-1×25.00mL×10-3LmL-1=1.500×10-2molmCuCl=99.5gmol-1×1.500×10-2mol=1.493g,则wCuCl=1.493g/1.600g×100%=93.3%,故答案为:93.3%

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