硝酸銅的置換

1、一、 前言： 硝酸銅中銅的提取有多種方法，目前最常用的就是鐵絲置換法。鐵與硝酸銅發(fā)生置換反應(yīng)也就是氧化還原反應(yīng)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu(NO3)2+Fe=Fe(NO3)2+Cu 。生成硝酸鐵和銅，如果酸度過(guò)高還能和鐵發(fā)生氧化反應(yīng)生成三價(jià)鐵離子，并且還會(huì)使置換出來(lái)的海綿銅反溶解。所以對(duì)酸度掌握是至關(guān)重要的。目前還有種方法就是進(jìn)行電解，但是這種方法不適合小規(guī)模的生產(chǎn)。主要還是以置換為主。二、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。通過(guò)對(duì)原液的酸度進(jìn)行調(diào)節(jié)看ph值在什么情況下置換反應(yīng)完成的最充分最合適。預(yù)計(jì)兩種調(diào)節(jié)方法。一、氫氧化鈉中和法二、用水稀釋。三、 實(shí)驗(yàn)操作步驟和分析數(shù)據(jù)。1. 再用氫氧化鈉中和的過(guò)程中酸與氫氧化鈉反

2、應(yīng)摩爾比例為2:1需要消耗大量的氫氧化鈉，這個(gè)量不好控制所以不采取這種方法。2. 用水稀釋來(lái)調(diào)節(jié)酸度。（1）我們分別將原液稀釋到 50 20 10 1 0.5 倍進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。原液銅濃度180g/L。 稀釋濃度50倍液體的ph值為 2.33 溶液含量3.6g/L 稀釋濃度20倍液體的ph值為 1.97 溶液含量9.0g/L稀釋濃度10倍液體的ph值為1.51 溶液含量18g/L稀釋濃度1倍液體的ph值為 0.30 溶液含量90g/L稀釋濃度0.5倍液體的ph值為 0.16溶液含量120g/L（2）分別量取上訴溶液 50 20 10 倍的 各40ml 1倍的200ml 0.5倍的150ml，于燒杯中

3、。其中總銅含量分別為 0.144g 0.36g 0.72g 18g 18g （3）向溶液中加入鐵絲，加入鐵絲量得計(jì)算。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 例：稀釋50倍去40ml液體共含銅0.144g設(shè)用鐵的含量 為x。可以得出一下計(jì)算。Cu(NO3)2+Fe=Fe(NO3)2+Cu56 64X 0.144 64x=56x0.144 X=0.126所以需要加入鐵的質(zhì)量為0.126g該反應(yīng)的摩爾比例為1：1 已知溶液中銅的總含量就能計(jì)算出需要消耗鐵的含量。 反應(yīng)24小時(shí)候 在測(cè)定液體中銅的含量。依次為 稀釋50倍的溶液銅含量為 0.14g/L 稀釋20倍的溶液銅含量為 0.07g/L 稀釋10倍的溶液銅含量為

4、 0.07g/L 稀釋1倍的溶液銅含量為 0.10g/L稀釋0.5倍的溶液銅含量為 0.14g/L（4）置換出來(lái)的銅的純度依次分別為 52.3% 55.99% 73.80% 89.73% 83.40%（5）置換后溶液的ph值分別為 3.75 3.92 4.40 4.30 4.44 。為了更加明確的觀察其數(shù)據(jù)我們以表的形式顯示出來(lái)：原溶液稀釋倍數(shù)稀釋后ph 值在反應(yīng)前溶液濃度在反后溶液濃度反應(yīng)后溶液ph置換出銅的純度% 50倍 2.33 3.6g/L 0.14g/L 3.75 52.20 20倍 1.979.0g/L 0.07g/L 3.92 55.99 10倍 1.5118g/L 0.07g/L 4.40 73.80 1倍 0.30 90g/L 0.10g/L 4.30 89.73 0.5倍 0.1