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辉铜矿石主要含有硫化亚铜$(Cu_{2}S)$,还含有$FeO$、$CaO$、$SiO_{2}$等。以辉铜矿石为原料制备$CuCl_{2}\cdot 2H_{2}O$的工艺流程如图所示。

2023-08-22 04:46:55 编辑:join 浏览量:627

辉铜矿石主要含有硫化亚铜$(Cu_{2}S)$,还含有$FeO$、$CaO$、$SiO_{2}$等。以辉铜矿石为原料制备$CuCl_{2}\cdot 2H_{2}O$的工艺流程如图所示。

(1)“溶浸”过程中$Cu_{2}S$和$FeCl_{3}$发生氧化还原反应生成$S$,还生成氯化铜、氯化亚铁,反应的离子方程式:$Cu_{2}S+4Fe^{3+}=S+4Fe^{2+}+2Cu^{2+}$,故答案为:$Cu_{2}S+4Fe^{3+}=S+4Fe^{2+}+2Cu^{2+}$;$(2)$“脱硫”时,随着温度的升高,脱硫率呈上升趋势,原因是:温度升高,单质硫在煤油中的溶解度增加,故答案为:温度升高,单质硫在煤油中的溶解度增加;$(3)$“脱氟”时$HF$和硅酸发生反应生成四氟化硅和水,发生反应的化学方程式:$4HF+H_{2}SiO_{3}=SiF_{4}\uparrow +3H_{2}O$,故答案为:$4HF+H_{2}SiO_{3}=SiF_{4}\uparrow +3H_{2}O$;$(4)$“沉铁”过程中,加入$NaClO$的两个作用是:$NaClO$将$Fe^{2+}$氧化为$Fe^{3+}$,消耗$H^{+}$离子,使$H^{+}$离子浓度减小,促进铁离子水解平衡$Fe^{3+}+3H_{2}O\rightleftharpoons Fe\left(OH\right)_{3}+3H^{+}$向右移动,生成$Fe\left(OH\right)_{3}$沉淀,故答案为:$NaClO$将$Fe^{2+}$氧化为$Fe^{3+}$,消耗$H^{+}$离子,使$H^{+}$离子浓度减小,促进铁离子水解平衡$Fe^{3+}+3H_{2}O\rightleftharpoons Fe\left(OH\right)_{3}+3H^{+}$向右移动,生成$Fe\left(OH\right)_{3}$沉淀;$(5)$“操作$X$”是溶液中获得溶质晶体的操作,具体操作是:蒸发浓缩、冷却结晶等,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;$(6)$经过“操作$X$”后,母液经过一系列操作可得到另外一种物质为氯化钠,$NaCl$易溶于水,不溶于酒精,随温度变化溶解度变化不明显,最好选用酒精进行洗涤,浓盐酸、浓氨水易挥发,污染环境,且易引入杂质,故答案为:$C$;$(7)$当溶液中$c(F^{-})=2.0\times 10^{-3}mol/L$时,$Ksp(CaF_{2})=c(Ca^{2+})\cdot c^{2}(F^{-})=c(Ca^{2+})\times (2.0\times 10^{-3}mol/L)^{2}=4.0\times 10^{-11}$,所以溶液中残留钙离子浓度$c(Ca^{2+})=1.0\times 10^{-5}mol/L$,故除钙率$=\frac{1.0×1{0}^{-3}-1.0×1{0}^{-5}}{1.0×1{0}^{-3}}\times 100\%=99\%$,故答案为:$99\%$。

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