黄铜矿CuFeS
2可用于冶炼铜,冶炼过程中需要空气和硅石,硅石主要用于形成炉渣,其反应的总方程式为:
2CuFeS
2+2SiO
2+5O
2=2Cu+2FeSiO
3+4SO
2.
请回答下列问题:
(1)若CuFeS
2中Cu的化合价为+2,则反应中被还原的元素是
Cu、O
Cu、O
(填元素符号).
(2)黄铜矿冶炼铜产生的炉渣中主要含Fe
2O
3、FeSiO
3、SiO
2、Al
2O
3等,请完成以下验证炉渣中含有+2价的铁的探究过程中的有关问题:
仅限选择的试剂有:
稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、NaOH溶液、KMnO
4溶液、KSCN溶液.
①应选用试剂为
稀硫酸、KMnO4溶液
稀硫酸、KMnO4溶液
.
②有关的实验现象为
稀硫酸浸取炉渣所得溶液能使KMnO4溶液褪色
稀硫酸浸取炉渣所得溶液能使KMnO4溶液褪色
.
(3)最近我国发现,以黄铜矿为原料在沸腾炉中和空气反应,生成物冷却后经溶解、除铁、结晶得到CuSO
4?5H
2O,生产成本降低了许多.实验结果如下表:
| 沸腾炉温度/℃ |
560 |
580 |
600 |
620 |
640 |
660 |
| 生成物中含水溶性铜化合物的百分含量/% |
90.12 |
91.24 |
93.50 |
92.38 |
89.96 |
84.23 |
| 生成物中含酸溶性铜化合物的百分含量/% |
92.00 |
93.60 |
97.08 |
97.82 |
98.16 |
98.19 |
则①实际生产过程中的沸腾炉温度为 600~620℃,控制温度的方法是
控制加入CuFeS2的速度(原因:CuFeS2与O2反应放热)
控制加入CuFeS2的速度(原因:CuFeS2与O2反应放热)
.
②温度高于600℃生成物中水溶性铜化合物百分含量下降的原因是
生成的CuSO4发生了分解生成酸溶性铜化合物
生成的CuSO4发生了分解生成酸溶性铜化合物
.
(4)另据报道,有一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌,在酸性溶液中利用氧气可以将黄铜矿氧化成硫酸盐,试写出该反应的化学方程式:
4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O
4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O
.