Question

由黄铜矿（主要成分是CuFeS₂）炼制精铜的工艺流程示意图如图1所示：

（1）在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为Fe的低价氧化物．该过程中两个主要反应的化学方程式分别是______、______，反射炉内生成炉渣的主要成分是______；
（2）冰铜（Cu₂S 和FeS互相熔合而成）含Cu量为20%～50%．转炉中，将冰铜加熔剂（石英砂）在1200℃左右吹入空气进行吹炼．冰铜中的Cu₂S被氧化为Cu₂O，生成的Cu₂O与Cu₂S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程中发生反应的化学方程式分别是______、______；
（3）粗铜的电解精炼如图2所示．在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极______（填图中的字母）；在电极d上发生的电极反应式为______，若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为______．

Answer 1

解：（1）黄铜矿与空气反应生成Cu₂S、FeS，根据化合价升降相等配平，反应方程式为：2CuFeS₂+O₂ Cu₂S+2FeS+SO₂；FeS和氧气反应生成FeO，根据化合价升降相等，配平方程式为：FeS+3O₂ 2FeO+2SO₂，生成炉渣的主要成分为：FeSiO₃，
故答案是：2CuFeS₂+O₂ Cu₂S+2FeS+SO₂；FeS+3O₂ 2FeO+2SO₂ FeSiO₃；
（2）Cu₂S被氧化为Cu₂O的反应方程式为：2Cu₂S+3O₂ 2Cu₂O+2SO₂；Cu₂O与Cu₂S发生反应的方程式为：2Cu₂O+Cu₂S 6Cu+2SO₂↑，
故答案是：2Cu₂S+3O₂ 2Cu₂O+2SO₂；2Cu₂O+Cu₂S 6Cu+2SO₂↑；
（3）c连电源正极，d连电源的负极；故c为阳极，d为阴极；粗铜板应放在阳极，即c；d阴极发生还原反应，方程式为：Cu²⁺+2e^-=Cu；Au、Ag比较稳定，不反应，以单质形式沉积在c（阳极）下方，Fe失去电子变成Fe²⁺的形式进入电解液中，
故答案是：c；Cu²⁺+2e^-=Cu；Au、Ag以单质形式沉积在c（阳极）下方，Fe以Fe²⁺的形式进入电解液中．
分析：（1）黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物：产物为Cu₂S、FeS；部分Fe的硫化物转变为Fe的低价氧化物：产物为FeO；反射炉内生成炉渣的主要成分是FeSiO₃；
（2）Cu₂S被氧化为Cu₂O：2Cu₂S+3O₂ 2Cu₂O+2SO₂；Cu₂O与Cu₂S反应：2Cu₂O+Cu₂S 6Cu+2SO₂↑；
（3）粗铜应该放在阳极，c是阳极；d是阴极，发生还原反应 Cu²⁺+2e^-=Cu；粗铜中的Au、Ag、，它们在电解槽中的下方，以单质形式沉积在c（阳极）下方；Fe以Fe²⁺的形式进入电解液中．
点评：本题考查铜及其化合物的性质，特别是阅读信息、处理信息的能力，难度稍大．