Question

【題目】以電鍍污泥[主要成分為Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Fe(OH)3和SiO2等]為原料制備納米銅等的工藝流程如下：

（1）“浸取”時，工業(yè)上采用3 mol·L－1H2SO4溶液在室溫下浸取1 h。

①Cu2(OH)2CO3被浸取的化學方程式為______________________________________；

②下列措施可提高銅和鐵的浸取率的是________(填字母)。

a.將電鍍污泥漿化處理 b.適當增大液、固質(zhì)量比

c.浸取時間縮短一半 d.控制浸取終點pH＞3

（2）“萃取”時，兩種金屬離子萃取率與pH的關(guān)系如圖甲所示。當pH＞1.7時，pH越大金屬離子萃取率越低，其中Fe3＋萃取率降低的原因是_____________________________________________________________。

（3）“反萃取”得到CuSO4溶液制備納米銅粉時，Cu2＋的還原率隨溫度的變化如圖乙所示。

①該反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________；

②在20～75 ℃區(qū)間內(nèi)，溫度越高Cu2＋的還原率也越高，其原因是 ____________________。

（4）在萃取后的“水相”中加入適量氨水，靜置，再經(jīng)_____________等操作可得到Fe2O3產(chǎn)品。

Answer 1

【答案】Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2OabFe3＋的水解程度隨pH的升高而增大2Cu2＋＋N2H4＋4OH－===2Cu↓＋N2↑＋4H2O溫度越高，N2H4的還原性越強過濾、洗滌、干燥、煅燒

【解析】

電鍍污泥[主要成分為Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Fe(OH)3和SiO2等]加入稀硫酸溶解，SiO2不溶，過濾濾液中有銅離子、鐵離子，加入N902萃取劑萃取出銅離子，再加入稀硫酸得到硫酸銅，條調(diào)節(jié)pH=10，加入N2H4還原得到納米銅粉，

（1）①Cu2(OH)2CO3與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化碳和水；

②增大接觸面積、適當增大硫酸濃度、延長浸取時間可提高銅和鐵的浸取率；

（2）pH越大，鐵離子水解程度增大，萃取率越低；

（3）①根據(jù)流程可知：在堿性條件下，Cu2＋與N2H4反應(yīng)生成氮氣和銅；

②在20-75℃區(qū)間內(nèi)，溫度升高，N2H4的還原性增強；

（4）萃取后的“水相”中含有鐵離子，加入適量氨水，反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，靜置，過濾得到氫氧化鐵，干燥后煅燒可得到Fe2O3產(chǎn)品。

（1）①Cu2(OH)2CO3與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化碳和水，反應(yīng)為：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O。

②將電鍍污泥漿化處理增大接觸面積、適當增大液、固質(zhì)量比增大了硫酸濃度，可提高銅和鐵的浸取率；故選ab；

（2）Fe3＋的水解程度隨著pH的升高而增大，萃取率越低；

（3）①在堿性條件下，Cu2＋與N2H4反應(yīng)生成氮氣和銅，反應(yīng)為：2Cu2＋+N2H4+4OH－=2Cu+N2↑+4H2O；

②在20-75℃區(qū)間內(nèi)，溫度升高，N2H4的還原性增強，Cu2＋的還原率也越高；

（4）萃取后的“水相”中含有鐵離子，加入氨水，反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，煅燒氫氧化鐵可得到氧化鐵，故方法為：在萃取后的“水相”中加入適量氨水，靜置，過濾，洗滌，干燥，煅燒可得到Fe2O3產(chǎn)品；