Question

工业上以黄铜矿（主要成分CuFeS2）为原料制备金属铜，有如下两种工艺。

I.火法熔炼工艺，将处理过的黄铜矿加人石英，再通人空气进行焙烧，即可制得粗铜。

（1）焙烧的总反应式可表示为2CuFeS2+ 2SiO2+5O2＝2Cu+2FeSiO3+4SO2该反应的氧化剂是           。

（2）下列处理SO2的方法，不合理的是_____ 

A高空排放                             B用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠

C用氨水吸收后，再经氧化制备硫酸铵     D用BaCl2溶液吸收制备BaSO3

（3）炉渣主要成分有FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3等，为得到Fe2O3加盐酸溶解后，后续处理过程中，未涉及到的操作有             。

A过滤   B加过量NaOH溶液         C蒸发结晶   D灼烧     E加氧化剂

II. FeCl3溶液浸取工艺其生产流程如下图所示

（4）浸出过程中，CuFeS2与FeCl3溶液反应的离子方程式为_____________。

（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质是            （填化学式）。

（6）若用石墨电极电解滤液，写出阳极的电极反式_____________。

（7）黄铜矿中含少量Pb，调节C1一浓度可控制滤液中Pb2+的浓度，当c(C1一)＝2mo1·L-1时，溶液中Pb2+物质的量浓度为        mol·L-1。[已知KSP(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

【解析】（1）根据所给的方程式知，硫元素的化合价升高，铜元素从+2降到0价，因此CuFeS2、O2是氧化剂；

（2）SO2是大气污染物，不能随意排放，A错；用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠，可以防止污染，B正确；用氨水吸收，再经氧化制备硫酸铵，也可以防止污染，C正确；SO2不能溶于氯化钡溶液，D错；

（3）炉渣的主要成分是FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3等，为得到Fe2O3，加盐酸溶解后，需要过滤出SiO2，然后再加入氧化剂将溶液中的亚铁离子氧化为三价铁离子，再加入过量的氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀，过滤、洗涤、灼烧即得到氧化铁固体。因此涉及的操作是蒸发和结晶。选C。

（4）过滤得到的滤纸中含有S，说明发生的离子方程式是CuFeS2+4Fe3+＝Cu2++5Fe2++2S；

（5）电解时产生的电解液可以与黄铜矿反应，所以该工艺中可以循环的物质是FeCl3；

（6）电解池中阳极发生氧化反应，则Fe2+在阳极失去电子，所以阳极反应是，Fe2+－e－＝Fe3+。

（7）已知Ksp=1 x 10一5，当溶液中c（Cl-）=2mol/L时，溶液中Pb2+的物质的量浓度是1 x 10一5/22=2.5×10－6。