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+2FeSi0₃+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

（15分）（1）CuFeS2、O2（各1分，共2分）

（2）A、D（答对1个给1分，答错不给分，共2分）

（3）C（2分）

（4）CuFeS2+4Fe3+＝Cu2++5Fe2++S（没配平扣1分，共3分）

（5）FeCl3 （2分）

（6）Fe2+－e－＝Fe3+ （2分）

（7）2.5×10－6（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据方程式2CuFeS2 + 2SiO2+5O2＝2Cu+2FeSiO3+4SO2可知，在反应中铁硫元素的化合价从－2价升高到+4价，失去电子，因此CuFeS2是还原剂；氧气中氧元素的化合价从0价降低到－2价，铜元素的化合价从＋2价降低到0价，因此该反应的氧化剂是CuFeS2、O2。

（2）A.SO2是大气污染物，不能随意排放，A不正确；B.用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠，可以防止污染，B正确；C.用氨水吸收后，再经氧化制备硫酸铵，也可以防止污染，C正确；D.SO2不能溶于氯化钡溶液中，因此用BaCl2溶液吸收制备BaSO3是不可能的，D不正确，答案选AD。

（3）炉渣主要成分有FeO 、Fe2O3 、SiO2 ,Al2O3等，为得到Fe2O3加盐酸溶解后，需要过滤出二氧化硅。然后加入氧化剂将溶液中的亚铁离子氧化生成铁离子，再加入过量的氢氧化钠溶液后生成氢氧化铁沉淀，过滤、洗涤灼烧即得到氧化铁，因此后续处理过程中,未涉及到的操作有蒸发结晶，答案选C。

（4）过滤得到的滤纸中含有硫单质，这说明CuFeS2与FeCl3溶液发生的是氧化还原反应，铁离子将硫离子氧化，因此反应的离子方程式为CuFeS2+4Fe3+＝Cu2++5Fe2++S。

（5）电解时产生的电解液又可以与黄铜矿反应，因此该工艺流程中，可以循环利用的物质是FeCl3。

（6）电解池中阳极失去电子，因此若用石墨电极电解滤液，则亚铁离子在阳极失去电子，所以阳极的电极反式Fe2+－e－＝Fe3+。

（7）已知KSP(PbCl2)＝1×10一5，因此当溶液中c(C1一)＝2mo1·L-1时溶液中Pb2+物质的量浓度为＝2.5×10－6mol·L-1。

考点：考查氧化还原反应判断、二氧化硫尾气处理、化学实验基本操作以及电化学原理的应用与计算