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。