Question

从含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS₂)冶练铜的工艺流程如下：

已知：CuFeS₂ + 3CuCl₂＝4CuCl↓ + FeCl₂ + 2S↓

（1）浸取时，若改用FeCl₃溶液，也能生成CuCl和S，该反应化学方程式为        。

（2）若过滤1所得滤液中只含FeCl₂，则将其在空气中加热蒸干、灼烧后，所得固体的化学式为       。

（3）调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是     。(填离子符号)

（4）过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有           ，为保持流程持续循环，每生成1molCu，理论上需补充CuCl₂的物质的量为       。

（5）冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜，化学方程式为：6CuFeS₂+13O₂3Cu₂S+2Fe₃O₄+9SO₂   Cu₂S+O₂2Cu+SO₂

此工艺与前一工艺相比主要缺点有          。

Answer

（1） CuFeS2 + 3FeCl3＝CuCl + 4FeCl2 + 2S

（2）Fe2O3

（3） Cu2+

（4）HCl和CuCl2 ，0.5mol

（5）会产生污染环境的气体SO2，(能耗高等)。(其它合理答案可以得分)

【解析】

试题分析：（1）浸取时，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，该反应化学方程式为 CuFeS2 + 3FeCl3＝CuCl + 4FeCl2 + 2S。

（2）滤液中只含FeCl2，存在Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，加热促进水解，Fe(OH)2在空气中易氧化生成Fe(OH)3，生成的Fe(OH)3受热分解，最终所得固体的化学式为Fe2O3。

（3）+1价的Cu在酸性条件下发生歧化反应，生成0价和+2价铜，故调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是Cu2+；

（4）过滤3所得滤液中含有HCl和CuCl2，可以循环使用，每生成1molCu，理论上需补充CuCl2的物质的量为0.5mol。

（5）冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜，此工艺与前一工艺相比主要缺点有会产生污染环境的气体SO2，另外高温加热需要消耗能源。

考点：无机工艺流程，涉及氧化还原反应、水解平衡及环境保护等。