Question

工業上以黃銅礦(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人石英，再通人空氣進行焙燒，即可制得粗銅。
（1）焙燒的總反應式可表示為：2CuFeS₂ + 2SiO₂+5O₂＝2Cu+2FeSiO₃+4SO₂該反應的氧化劑是           。
（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蒸發結晶   D灼燒       E加氧化劑
II．FeCl₃溶液浸取工藝:其生產流程如下圖所示

（4）浸出過程中，CuFeS₂與FeCl₃溶液反應的離子方程式為 ____________。
（5）該工藝流程中，可以循環利用的物質是____ （填化學式）。
（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,調節C1^一濃度可控制濾液中Pb²⁺的濃度，當c(C1^一)＝2mo1·L^-1時溶液中Pb²⁺物質的量濃度為   mol·L^-1。[已知K_SP(PbCl₂)＝1 x 10^一5]

Answer 1

（1）CuFeS₂、O₂
（2）A、D
（3）C
（4）CuFeS₂+4Fe³⁺＝Cu²⁺+5Fe²⁺+2S
（5）FeCl₃　
（6）Fe²⁺-e^－＝Fe³⁺　
（7）2.5×10^－6

（1）根據方程式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，不經氧化制硫酸銨，也可以防上污染，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結晶。
（4）過濾得到的濾紙中含有硫單質，這說明CuFeS₂與FeCl₃溶液發生氧化還原反應，即CuFeS₂+4Fe³⁺＝Cu²⁺+5Fe²⁺+S。
（5）電解時產生的電解液又可以與黃銅礦反應，所以該工藝流程中，可以循環利用的物質是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，所以陽極反應是Fe²⁺－e^－＝Fe³⁺。
（7）已知K_SP(PbCl₂)＝1×10^一5，因此當溶液中c(C1^一)＝2mo1·L^-1時溶液中Pb²⁺物質的量濃度為mol·L^-1。