Question

【題目】以黃銅礦（主要成分是CuFeS2，含少量雜質(zhì)SiO2）為原料煉銅的方法有不同的冶煉方法�；鸱�煉銅：將輝銅礦（Cu2S）在空氣中高溫焙燒即可得到銅和一種還原性的氣體。近年來，濕法煉銅有了新進(jìn)展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有一種細(xì)菌在酸性水溶液、氧氣存在下，可以將黃銅礦氧化成硫酸鹽。某工廠運用該原理生產(chǎn)銅和綠礬（FeSO47H2O）的工藝如下：

回答下列問題：

（1）火法煉銅發(fā)生的化學(xué)方程式：_________________________；

（2）濕發(fā)煉銅工藝流程中，為了提高酸浸時的進(jìn)取率，本流程可采取的措施是________，試劑X為__________，其作用是_____________。

（3）試劑a為______________，試劑b為______________；

（4）配平反應(yīng)1的化學(xué)方程式：____CuFeS2+___H2SO4+____O2=____CuSO4+____Fe2（SO4）3+____H2O

（5）已知：常溫下Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，Ksp[Fe（OH）3]=2.6×10-39。加入過量的試劑X調(diào)節(jié)pH=4時，可使溶液中的Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀，則溶液中的c（Fe3+）=___________。若要此時不出現(xiàn)Cu（OH）2沉淀，則溶液中的Cu2+濃度最大不超過_________________。

Answer 1

【答案】（1）Cu2S+O22Cu+SO2（2分） （2）攪拌（“升溫”和“粉粹”均不能得分）（1分） CuO或CuCO3或Cu（OH）2（1分） 調(diào)節(jié)pH，使鐵離子沉淀。（2分）（3）H2SO4（1分），Fe（1分）(4) 4；2；17；4；2；2（2分） (5)2.6×10-9 mol/L（2分）;2.2mol/L（2分）

【解析】

試題分析：（1）火法煉銅的原理是將輝銅礦（Cu2S）在空氣中高溫焙燒即可得到銅和一種還原性的氣體，該氣體是二氧化硫，因此反應(yīng)的方程式為Cu2S+O22Cu+SO2；

（2）由于升高溫度會破壞蛋白質(zhì)，因此為了提高酸浸時的進(jìn)取率，本流程可采取的措施是攪拌；由于不能引入新雜質(zhì)，所以再調(diào)節(jié)溶液的pH值沉淀鐵離子時應(yīng)該選擇氧化銅或氫氧化鐵或碳酸銅等。

（3）由于加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液的pH，生成了氫氧化鐵沉淀，故固體A是 Fe（OH）3，要制備綠礬，則需要加入稀硫酸，得到硫酸鐵，然后再加入鐵粉得到硫酸亞鐵即可，即a是硫酸，b是鐵。

（4）根據(jù)方程式可知鐵元素的化合價從＋2價升高到＋3價，失去1個電子，S元素的化合價從－2價升高到＋6價，失去8個電子，即1mol CuFeS2失去17mol電子，1mol氧氣得到4mol電子，因此根據(jù)電子得失守恒可知反應(yīng)的方程式為4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O；

（2）pH＝4時溶液中氫氧根濃度是10－10mol/L，則根據(jù)氫氧化鐵的溶度積常數(shù)可知溶液中c（Fe3+）＝＝2.6×10-9 mol/L；根據(jù)氫氧化銅的溶度積常數(shù)可知此時溶液中銅離子濃度＝＝2.2mol/L，因此若要此時不出現(xiàn)Cu（OH）2沉淀，則溶液中的Cu2+濃度最大不超過2.2mol/L。