Question

以黃銅礦（主要成分為CuFeS₂，含少量雜質(zhì)SiO₂等）為原料進行煉銅，同時得到副產(chǎn)品綠礬（FeSO₄·7H₂O）。其主要流程如下：

已知：① 4CuFeS₂+2H₂SO₄+17O₂=4CuSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O
②部分陽離子以氫氧化物形式開始沉淀和完全沉淀時溶液的pH如表

沉淀物	Cu（OH）2	Fe（OH）3	Fe（OH）2
開始沉淀pH	4．7	2．7	7．6
完全沉淀pH	6．7	3．7	9．6

 
（1）試劑a是__________，試劑b是__________。
（2）操作X應為蒸發(fā)濃縮、__________、__________。
（3）反應Ⅱ中加CuO調(diào)pH為__________，目的是使Fe³⁺形成Fe（OH）₃沉淀，防止生成Cu（OH）₂沉淀。
（4）反應Ⅴ的離子方程式為：__________________________________________。

Answer 1

（1）Fe（或鐵）  稀硫酸
（2）冷卻結晶  過濾（洗滌干燥）
（3）3．7～4．7
（4）Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺

以黃銅礦為原料進行煉銅，同時得到副產(chǎn)品綠礬的主要流程如下：反應Ⅰ是將CuFeS₂轉化為CuSO₄和Fe₂（SO₄）₃，并過濾除去SiO₂。反應Ⅱ是通過水解反應分離CuSO₄和Fe₂（SO₄）₃，根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)e³⁺的氫氧化物從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍是2．7～3．7，Cu²⁺的氫氧化物從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍是4．7～6．7，要想將溶液中的Fe³⁺完全沉淀且Cu²⁺不能沉淀，需要調(diào)節(jié)溶液的pH為3．7～4．7；為了不引入新雜質(zhì)，可以向溶液中加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3．7～4．7，此時Fe³⁺完全沉淀；最后過濾，即可得到純凈的CuSO₄溶液和Fe（OH）₃沉淀。由實驗目的知，反應Ⅲ是將CuSO₄轉化為Cu，所以加入的試劑a是過量的Fe，反應后過濾得到FeSO₄溶液和Fe、Cu混合物。反應Ⅳ是從Fe、Cu混合物中得到Cu，所以加入的試劑b是稀硫酸。反應Ⅴ是將Fe₂（SO₄）₃轉化為FeSO₄溶液，發(fā)生反應的離子方程式為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺。操作X是從FeSO₄溶液中得到綠礬，操作方法為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾。