Question

【題目】工業(yè)上以黃銅礦(主要成分CuFeS2)為原料制備金屬銅，有如下兩種工藝。

I．火法熔煉工藝:將處理過的黃銅礦加入石英，再通入空氣進行焙燒，即可制得粗銅。

（1）焙燒的總反應(yīng)式可表示為：2CuFeS2+ 2SiO2+5O2＝2Cu+2FeSiO3+4SO2該反應(yīng)的氧化劑是___________。

（2）下列處理SO2的方法，不合理的是_____

A高空排放 B用純堿溶液吸收制備亞硫酸鈉

C用氨水吸收后，再經(jīng)氧化制備硫酸銨 D用BaCl2溶液吸收制備BaSO3

（3）爐渣主要成分有FeO 、Fe2O3 、SiO2、Al2O3等，為得到Fe2O3加鹽酸溶解后，后續(xù)處理過程中未涉及到的操作有____________。

A過濾 B加過量NaOH溶液 C蒸發(fā)結(jié)晶 D灼燒 E加氧化劑

II．FeCl3溶液浸取工藝:其生產(chǎn)流程如下圖所示

（4）浸出過程中，CuFeS2與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式為_____________。

（5）該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)是____ （填化學(xué)式）。

（6）若用石墨電極電解濾液，寫出陽極的電極反式_____________。

（7）黃銅礦中含少量Pb,調(diào)節(jié)C1一濃度可控制濾液中Pb2+的濃度，當(dāng)c(C1一)＝2mo1·L-1時溶液中Pb2+物質(zhì)的量濃度為___mol·L-1。[已知KSP(PbCl2)＝1 x 10一5]

Answer 1

【答案】CuFeS2、O2 A、D C CuFeS2+4Fe3+＝Cu2++5Fe2++2S FeCl3 Fe2+－e－＝Fe3+ 2.5×10－6

【解析】

I．（1）根據(jù)焙燒的反應(yīng)式渣銅、硫、氧元素的化合價變化確定氧化劑。

（2）SO2的可以被堿性物質(zhì)吸收。

（3）爐渣中的SiO2不溶于鹽酸，過濾除去。Al2O3可以用過量NaOH溶液除去，+2價鐵需要加氧化劑氧化為+3價，得到的Fe(OH)3灼燒后得到Fe2O3 。

II．黃鐵礦粉加入FeCl3溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，得到硫和CuCl2和FeCl2，濾液電解，Cu2+得到電子生成銅，Fe2+失去電子轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Fe3+，FeCl3可以循環(huán)使用。

（1）根據(jù)方程式2CuFeS2+ 2SiO2+5O2＝2Cu+2FeSiO3+4SO2知，銅元素的化合價降低，氧元素的化合價降低，因此該反應(yīng)中氧化劑是CuFeS2和O2。

（2）SO2是大氣污染物，A錯；用純堿溶液吸收制備亞硫酸鈉，可以防止污染，B正確；用氨水吸收后，再經(jīng)氧化制硫酸銨，也可以防止污染，C正確；SO2不能溶于氯化鋇溶液，D錯；答案選AD。

（3）爐渣主要成分是FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3等，為得到Fe2O3，加鹽酸溶解后，需要過濾出二氧化硅，然后再加入氧化劑將溶液中的亞鐵離子氧化為三價鐵離子，再加入過量氫氧化鈉溶液后主要成分是氫氧化鐵沉淀。過濾、洗滌、灼燒就可以得到三氧化二鐵，所以未涉及的實驗操作是蒸發(fā)結(jié)晶。

（4）過濾得到的濾渣中含有硫單質(zhì)，這說明CuFeS2與FeCl3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即CuFeS2+4Fe3+＝Cu2++5Fe2++S。

（5）電解時產(chǎn)生的電解液又可以與黃銅礦反應(yīng)，所以該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)是FeCl3。

（6）電解池中陽極失去電子，因此若用石墨做電極電解濾液，則亞鐵離子在陽極失去電子，所以陽極反應(yīng)是Fe2+－e－＝Fe3+。

（7）已知KSP(PbCl2)＝1×10一5，因此當(dāng)溶液中c(C1一)＝2mo1·L-1時溶液中Pb2+物質(zhì)的量濃度為mol·L-1。