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+2FeSi03+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KSP(PbCl2)＝1 x 10一5]

 

Answer 1

【答案】

（15分）（1）CuFeS2、O2（各1分，共2分）

（2）A、D（答對1個給1分，答錯不給分，共2分）

（3）C（2分）

（4）CuFeS2+4Fe3+＝Cu2++5Fe2++S（沒配平扣1分，共3分）

（5）FeCl3　（2分）

（6）Fe2+－e－＝Fe3+　（2分）

（7）2.5×10－6（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據方程式2CuFeS2 + 2SiO2+5O2＝2Cu+2FeSiO3+4SO2可知，在反應中鐵硫元素的化合價從－2價升高到+4價，失去電子，因此CuFeS2是還原劑；氧氣中氧元素的化合價從0價降低到－2價，銅元素的化合價從＋2價降低到0價，因此該反應的氧化劑是CuFeS2、O2。

（2）A.SO2是大氣污染物，不能隨意排放，A不正確；B.用純堿溶液吸收制備亞硫酸鈉，可以防止污染，B正確；C.用氨水吸收后，再經氧化制備硫酸銨，也可以防止污染，C正確；D.SO2不能溶于氯化鋇溶液中，因此用BaCl2溶液吸收制備BaSO3是不可能的，D不正確，答案選AD。

（3）爐渣主要成分有FeO 、Fe2O3 、SiO2 ,Al2O3等，為得到Fe2O3加鹽酸溶解后，需要過濾出二氧化硅。然后加入氧化劑將溶液中的亞鐵離子氧化生成鐵離子，再加入過量的氫氧化鈉溶液后生成氫氧化鐵沉淀，過濾、洗滌灼燒即得到氧化鐵，因此后續處理過程中,未涉及到的操作有蒸發結晶，答案選C。

（4）過濾得到的濾紙中含有硫單質，這說明CuFeS2與FeCl3溶液發生的是氧化還原反應，鐵離子將硫離子氧化，因此反應的離子方程式為CuFeS2+4Fe3+＝Cu2++5Fe2++S。

（5）電解時產生的電解液又可以與黃銅礦反應，因此該工藝流程中，可以循環利用的物質是FeCl3。

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

（7）已知KSP(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＝2.5×10－6mol·L-1。

考點：考查氧化還原反應判斷、二氧化硫尾氣處理、化學實驗基本操作以及電化學原理的應用與計算