【題目】用某銅礦(含CuS以及少量FeO和Fe2O3)制備CuCl的主要流程如下:

已知Fe3+、Mn2+、Cu2+生成氫氧化物沉淀時的pH如下表所示:

物質(zhì)

開始沉淀

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)浸取時,CuS被浸取的離子方程式為CuS+MnO2+4H=Cu2++Mn2++S↓+2H2O,該反應的氧化劑是________(填化學式),F(xiàn)e2O3被浸取的離子方程式為________________

(2)步驟③調(diào)整pH的范圍為______,濾渣A的成分為________(填化學式)。

(3)“沉鐵”時,需要檢驗Fe3+是否沉淀完全,所用的試劑為________(填化學式)。

(4)準確稱取所制備的氯化亞銅樣品1.600 g,將其置于足量的FeCl3溶液中,待樣品完全溶解后,加入適量稀硫酸,用0.100 0 mol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定到終點,消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL,反應中Cr2O72-被還原為Cr3+,計算樣品中CuCl的質(zhì)量分數(shù)(寫出計算過程)______。

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

【解析】

由流程圖可知,銅礦(含CuS、Cu2SCuO以及雜質(zhì)FeO、Fe2O3)中加入稀硫酸、二氧化錳,CuS和二氧化錳、稀硫酸發(fā)生氧化還原反應,反應的離子反應方程式為CuS+MnO2+4H+=Cu2++Mn2++S+2H2O,Cu2S、CuO以及雜質(zhì)FeOFe2O3分別與稀硫酸反應離子方程式為Cu2S+2H+=Cu+Cu2++H2S↑、CuO+2H+=Cu2++H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;調(diào)節(jié)濾液pH,溶液中鐵離子生成FeOH3沉淀;過濾,向濾液中加入碳酸銨溶液,錳離子與碳酸根反應生成MnCO3沉淀,過濾得到MnCO3沉淀;向濾液中加入氯化鈉,通入二氧化硫,硫酸銅與氯化鈉、二氧化硫發(fā)生反應生成氯化亞銅,反應的化學方程式為2CuSO4+2NaCl+SO2+2H2O =2CuCl+Na2SO4+2H2SO4。

1)由方程式可知,浸取時CuSCu元素和S元素化合價升高,被氧化,CuS為還原劑,MnO2Mn元素化合價降低,被還原,MnO2為氧化劑;Fe2O3與稀硫酸反應生成硫酸鐵和水,反應的離子方程式為Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,故答案為:MnO2;Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

2)步驟③目的是除去鐵離子,溶液中鐵離子生成FeOH3沉淀應調(diào)節(jié)pH3.7pH4.7,以避免生成氫氧化銅;向濾液中加入碳酸銨溶液,錳離子與碳酸根反應生成MnCO3沉淀,過濾得到MnCO3,故答案為:3.7pH4.7;MnCO3;

3)可用KSCN溶液檢驗鐵離子,方法是取少量上層清液少許于試管中,向其中滴加KSCN溶液,若溶液不顯紅色,則表明已沉淀完全,故答案為:KSCN

4)由得失電子數(shù)目守恒可得如下關(guān)系6CuCl6Fe2+Cr2O72-,nCuCl=6×0.1000molL-1×25.00mL×10-3LmL-1=1.500×10-2mol,mCuCl=99.5gmol-1×1.500×10-2mol=1.493g,則wCuCl=1.493g/1.600g×100%=93.3%,故答案為:93.3%。

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