Question

【題目】利用工業冶煉硫酸銅(含有Fe2+、AsO2-、Ca2+等雜質)提純制備電鍍硫酸銅的生產流程如下：

已知：①Fe3+、Cu2+開始沉淀的pH分別2.7、5.4，完全沉淀的pH分別為3.7、6.4。

②Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20

③AsO2-+H2O2+H+=H3AsO4， H3AsO4+Fe3+=FeAsO4↓+3H+

(1)溶解操作中需要配制含銅32 g·L-1的硫酸銅溶液1.0 L，需要稱量冶煉級硫酸銅的質量至少為___________g。

(2)測定溶解液中的Fe2+的濃度，可用KMnO4標準溶液滴定，取用KMnO4溶液應使用

________(“酸式”或“堿式”)滴定管，其中反應離子方程式為：______________________。若要檢驗調節pH后溶液中的Fe3+已除盡的方法是___________________________。

(3)氧化后需要將溶液進行稀釋及調節溶液的pH=5，則稀釋后的溶液中銅離子濃度最大不能超過____________mol·L-1。

(4)固體Ⅰ的主要成分除 FeAsO4 、Fe(OH)3外還有__________________，由溶液Ⅰ獲得CuSO4·H2O,需要經過________ 、____________、過濾、洗滌、干燥操作。

(5)利用以上電鍍級硫酸銅作為電解質溶液，電解粗銅(含鋅、銀、鉑雜質)制備純銅，寫出陽極發生的電極反應式：________________。

Answer 1

【答案】 80 酸式 MnO4-＋5Fe2+＋8H+＝Mn2+＋5Fe3+＋4H2O 取少量溶液Ⅰ于試管中， 滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不出現紅色，則說明Fe3+已經除盡 2×10-2 CaCO3 蒸發濃縮 冷卻結晶 Zn-2e-＝ Zn2+、Cu-2e-＝Cu2+

【解析】（1）溶解操作中需要配制含銅32g·L-1的硫酸銅溶液1.0L，需要稱量冶煉級硫酸銅的質量至少為m（CuSO4）==80g；（2）高錳酸鉀具有強氧化性，會腐蝕堿式滴定管的橡皮管，取用KMnO4溶液應使用酸式滴定管；MnO4-將Fe2+氧化為Fe3+，同時MnO4-被還原為Mn2+，發生反應的離子方程式為：MnO4-+5Fe2++8H+＝Mn2++5Fe3++4H2O；若要檢驗調節pH后溶液中的Fe3+已除盡的方法是取少量溶液Ⅰ于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不出現紅色，則說明Fe3+已經除盡；（3）溶液pH=5，c（OH-）=10-9mol/L，則稀釋后的溶液中銅離子濃度最大不能超過mol/L=2×10-2 mol/L；（4）由以上分析可知固體I的主要成分除 FeAsO4、Fe(OH)3外還有CaCO3，操作I從溶液中獲得晶體，可蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥；（5）電解粗銅（含鋅、銀、鉑雜質）制備純銅，陽極發生氧化反應，陽極發生的電極反應方程式為Zn-2e-＝Zn2+、Cu-2e-＝Cu2+。