Question

由黃銅礦(主要成分是CuFeS₂)煉制精銅的工藝流程示意圖如下：

(1)在反射爐中，把銅精礦砂和石英砂混合加熱到1000℃左右，黃銅礦與空氣反應生成Cu和Fe的低價硫化物，且部分Fe的硫化物轉變為低價氧化物。該過程中兩個主要反應的化學方程式分別是________________、________________，反射爐內生成爐渣的主要成分是________；
(2)冰銅(Cu₂S和FeS互相熔合而成)含Cu量為20%～50%。轉爐中，將冰銅加熔劑(石英砂)在1200℃左右吹入空氣進行吹煉。冰銅中的Cu₂S被氧化為Cu₂O，生成的Cu₂O與Cu₂S反應，生成含Cu量約為98.5%的粗銅，該過程發生反應的化學方程式分別是________________、________________；

(3)粗銅的電解精煉如圖所示。在粗銅的電解過程中，粗銅板應是圖中電極________(填圖中的字母)；在電極d上發生的電極反應式為________________；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們在電解槽中的存在形式和位置為________。

Answer 1

(1)2CuFeS₂＋O₂Cu₂S＋2FeS＋SO₂　2FeS＋3O₂2FeO＋2SO₂　FeSiO₃
(2)2Cu₂S＋3O₂2Cu₂O＋2SO₂　2Cu₂O＋Cu₂S6Cu＋SO₂↑
(3)c　Cu^2＋＋2e^－=Cu　Au、Ag以單質的形式沉積在c(陽極)下方，Fe以Fe^2＋的形式進入電解液中

(1)抓住信息黃銅礦先與空氣中的氧氣反應生成Cu和FeS，然后FeS又與氧氣反應生成低價氧化物FeO和SO₂，配平即可；爐渣為FeO和SiO₂反應生成的FeSiO₃；(2)依據信息第一個反應為Cu₂S與氧氣反應生成Cu₂O，依據元素守恒和得失電子守恒可知還應生成SO₂；第二個反應Cu₂S與Cu₂O反應生成Cu，依據元素守恒可知還應生成SO₂；(3)電解精煉銅，粗銅為陽極，接電源正極，所以c為陽極、d為陰極，d發生得電子的反應Cu^2＋＋2e^－=Cu；Au、Ag排在金屬活動順序Cu的后面，不能失電子以單質的形式存在陽極泥中，Fe排在Cu之前，在陽極失電子，發生反應Fe－2e^－=Fe^2＋，但Fe^2＋在陰極不能得電子，故以Fe^2＋的形式存在溶液中。