Question

【題目】以黃銅礦(主要成分是CuFeS2，含少量雜質(zhì)SiO2)為原料煉銅的方法分為高溫?zé)掋~和濕法煉銅兩種。近年來(lái)，濕法煉銅有了新進(jìn)展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有一種細(xì)菌在酸性水溶液、氧氣存在下，可以將黃銅礦氧化成硫酸鹽，某工廠運(yùn)用該原理生產(chǎn)銅和綠礬（FeSO4的晶體，含結(jié)晶水）。

回答下列問題：

（1）寫出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)反應(yīng)方程式：__________________________；

（2）反應(yīng)II中CuO的作用是_________________________；

（3）寫出加入試劑b發(fā)生的反應(yīng)離子方程式_________________________________________；

（4）欲從溶液中獲得綠礬晶體，分離操作I應(yīng)為___________________________；

（5）生產(chǎn)過(guò)程中，可循環(huán)使用的物質(zhì)有__________________（寫化學(xué)式）。

Answer 1

【答案】 4CuFeS2+2H2SO4+17O2=2Fe2(SO4)3+4CuSO4+2H2O 調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉降除去 Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+ 蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過(guò)濾 O2 H2SO4

【解析】運(yùn)用濕法煉銅的同時(shí)制綠礬(FeSO47H2O)的工藝：將黃銅礦(主要成分是CuFeS2，含少量雜質(zhì)SiO2)浸泡于稀硫酸細(xì)菌，通入氧氣，數(shù)天后過(guò)濾，得到氧化成含Fe3+，Cu2+的溶液，加入過(guò)量CuO,促進(jìn)鐵離子水解生成氫氧化鐵沉淀與銅離子分離，過(guò)濾得到固體A為氫氧化鐵和過(guò)量的氧化銅，溶液為硫酸銅溶液，硫酸銅溶液電解生成銅、氧氣和硫酸；氫氧化鐵中加入試劑a為稀硫酸，用稀硫酸溶解，再用試劑b為鐵粉還原可得濾液為硫酸亞鐵溶液，再通過(guò)蒸發(fā)濃縮、隔絕降溫結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得綠礬。

(1)反應(yīng)Ⅰ中的反應(yīng)物是CuFeS2、O2、H2SO4三種物質(zhì)，生成物是硫酸鐵、硫酸銅和水，根據(jù)奇偶法配平，所以方程式是：4CuFeS2+17O2+2H2SO4═2Fe2(SO4)3+4CuSO4+2H2O；故答案為： 4CuFeS2+17O2+2H2SO4═2Fe2(SO4)3+4CuSO4+2H2O；

(2)加入過(guò)量氧化銅調(diào)節(jié)溶液pH，使鐵離子變成氫氧化鐵沉淀，故答案為：調(diào)節(jié)混合溶液的pH，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉降除去；

(3)試劑b為鐵粉，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+，故答案為：Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+；

(4)獲得的濾液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾，最后得到綠礬，故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾；

(5)根據(jù)流程圖，可循環(huán)使用的物質(zhì)有O2、H2SO4，故答案為：O2、H2SO4。