Question

【題目】我國產(chǎn)銅主要取自黃銅礦（CuFeS2）,隨著礦石品味的降低和環(huán)保要求的提高，濕法煉銅的優(yōu)勢日益突出。該工藝的核心是黃銅礦的浸出，目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三種方法。

I．氧化浸出

（1）在硫酸介質(zhì)中用雙氧水將黃銅礦氧化，測得有SO42-生成。

①該反應(yīng)的離子方程式為 。

②該反應(yīng)在25—50℃下進(jìn)行，實際生產(chǎn)中雙氧水的消耗量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于理論值，試分析其原因為 。

Ⅱ．配位浸出

反應(yīng)原理為：

（2）為提高黃銅礦的浸出率，可采取的措施有 （至少寫出兩點）。

（3）為穩(wěn)定浸出液的pH，生產(chǎn)中需要向氨水中添加NH4C1，構(gòu)成NH3·H2O-NH4Cl緩沖溶液。某小組在實驗室對該緩沖體系進(jìn)行了研究：25℃時，向amol·L-l的氨水中緩慢加入等體積0．02 mol·L-l的NH4C1溶液，平衡時溶液呈中性。則NH3·H2O的電離常數(shù)Kb= （用含a的代數(shù)式表示）；滴加NH4C1溶液的過程中水的電離平衡 （填“正向”、“逆向”或“不”）移動。

Ⅲ．生物浸出

在反應(yīng)釜中加入黃銅礦、硫酸鐵、硫酸和微生物，并鼓入空氣，黃銅礦逐漸溶解，反應(yīng)釜中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。

（4）在微生物的作用下，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有 （填化學(xué)式），微生物參與的離子反應(yīng)方程式為____ （任寫一個）。

（5）假如黃銅礦中的鐵元素最終全部轉(zhuǎn)化為Fe3+，當(dāng)有2 mol SO42-生成時，理論上消耗O2的物質(zhì)的量為_____________。

Answer 1

【答案】（1）①2CuFeS2+17H2O2+2H+＝2Cu2++2Fe3++4SO42－+18H2O

②H2O2受熱分解；產(chǎn)物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解等

（2）提高氨水的濃度、提高氧壓（其他合理答案也可給分）

（3）；正向

（4）Fe2（SO4）3、H2SO4 （或Fe3+、H+ ）；

4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O或S8+12O2+8H2O8SO42－+16H+任寫一個

（5）4．25 mol

【解析】

試題分析：（1）①雙氧水將黃銅礦氧化得到硫酸根和三價鐵，離子方程式為：2CuFeS2+17H2O2+2H+=2Cu2++2Fe3++4SO42-+18H2O；

②H2O2受熱易分解，產(chǎn)物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解，故答案為：H2O2受熱分解；產(chǎn)物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解等；

（2）增大一種反應(yīng)物的濃度，可提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，可提高氨水的濃度、提高氧壓，故答案為：提高氨水的濃度、提高氧壓；

（3）在25℃下，氨水微弱電離，濃度約為0．5a，根據(jù)電荷守恒得c（H+）=c（OH-）=10-7mol/L，溶液呈中性，NH3H2O的電離常數(shù)Kb===；銨根能與氫氧根結(jié)合，促進(jìn)水的電離，故答案為：正向；

（4）由圖知Fe2（SO4）3、H2SO4是中間產(chǎn)物，可循環(huán)使用，離子反應(yīng)方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O，故答案為：Fe2（SO4）3、H2SO4；4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O；

（5）鐵元素最終全部轉(zhuǎn)化為Fe3+，硫元素轉(zhuǎn)化為硫酸根，當(dāng)有2mol SO42-生成時，失去電子工17mol，消耗O2的物質(zhì)的量為=4．25mol，故答案為：4．25 mol。