硝酸铜的置换

一、 前言： 硝酸铜中铜的提取有多种方法，目前最常用的就是铁丝

置换法。铁与硝酸铜发生置换反应也就是氧化还原反应，其反

应的化学方程式为生成硝酸铁和

Cu(NO3)2+Fe=Fe(NO3)2+Cu 。

铜，如果酸度过高还能和铁发生氧化反应生成三价铁离子，并

且还会使置换出来的海绵铜反溶解。所以对酸度掌握是至关重

要的。目前还有种方法就是进行电解，但是这种方法不适合小

规模的生产。主要还是以置换为主。

二、 实验目的。

通过对原液的酸度进行调节看ph值在什么情况下置换反应完

成的最充分最合适。预计两种调节方法。一、氢氧化钠中和法

二、用水稀释。

三、 实验操作步骤和分析数据。

1. 再用氢氧化钠中和的过程中酸与氢氧化钠反应摩尔比例为

2:1需要消耗大量的氢氧化钠，这个量不好控制所以不采取这

种方法。

2. 用水稀释来调节酸度。

（1）我们分别将原液稀释到 50 20 10 1 0.5 倍进行

实验。原液铜浓度180g/L。

稀释浓度50倍液体的ph值为 2.33 溶液含量3.6g/L

稀释浓度20倍液体的ph值为 1.97 溶液含量9.0g/L

稀释浓度10倍液体的ph值为1.51 溶液含量18g/L

稀释浓度1倍液体的ph值为 0.30 溶液含量90g/L

稀释浓度0.5倍液体的ph值为 —0.16溶液含量120g/L

（2）分别量取上诉溶液 50 20 10 倍的 各40ml 1倍的200ml

0.5倍的150ml，于烧杯中。其中总铜含量分别为 0.144g

0.36g 0.72g 18g 18g

（3）向溶液中加入铁丝，加入铁丝量得计算。该反应的化学方程式

为 例：稀释50倍去40ml液体共含铜0.144g设用铁的含量

为x。可以得出一下计算。

Cu(NO3)2+Fe=Fe(NO3)2+Cu

56 64

X 0.144

64x=56x0.144

X=0.126

所以需要加入铁的质量为0.126g

该反应的摩尔比例为1：1 已知溶液中铜的总含量就能计算出需要

消耗铁的含量。

反应24小时候 在测定液体中铜的含量。依次为

稀释50倍的溶液铜含量为 0.14g/L

稀释20倍的溶液铜含量为 0.07g/L

稀释10倍的溶液铜含量为 0.07g/L

稀释1倍的溶液铜含量为 0.10g/L

稀释0.5倍的溶液铜含量为 0.14g/L

（4）置换出来的铜的纯度依次分别为 52.3% 55.99% 73.80%

89.73% 83.40%

（5）置换后溶液的ph值分别为 3.75 3.92 4.40 4.30 4.44 。

为了更加明确的观察其数据我们以表的形式显示出来：

原溶液稀稀释后ph 在反应前在反后溶反应后溶置换出铜

释倍数 值 溶液浓度 液浓度 液ph 的纯度%

50倍 2.33 3.6g/L 52.20 0.14g/L 3.75

20倍 1.97 9.0g/L 55.99 0.07g/L 3.92

10倍 1.51 18g/L 73.80 0.07g/L 4.40

1倍 0.30 90g/L 89.73 0.10g/L 4.30

0.5倍 —0.16 83.40 120g/L 0.12g/L 4.44

最后实验总结：从上面的实验数据可以看出将溶液稀释的倍数控制

在1——2倍为最佳状态。