Question

一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：

   已知：“反应Ⅱ”的离子方程式为Cu²⁺+CuS+4C1^-==2[CuCl₂]^-+S

   回答下列问题：

   (1) 铁红的化学式为__________________；

   (2)“反应Ⅱ”的还原剂是_______________(填化学式)；

   (3)“反应III”的离子方程式为_______________________________________________；

（4）辉铜矿的主要成分是Cu₂S，可由黄铜矿(主要成分CuFeS₂)通过电化学反应转变而成，有关转化如下如图 所示。转化时正极的电极反应式为___________________。

（5）从辉铜矿中浸取铜元素，可用FeCl₃作浸取剂。

①反应Cu₂S＋4FeCl₃    2CuCl₂＋4FeCl₂＋S，每生成1mol CuCl₂，反应中转移电子的数目为______；浸取时，在有氧环境下可维持Fe³⁺较高浓度。有关反应的离子方程式是__________。

      ②浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时，铜元素的浸取率的变化如图，其原因是_______________。

如图                                        如图

（6）CuCl悬浊液中加入Na₂S，发生的反应为2CuCl(s)＋S^2－(aq)Cu₂S(s)＋2Cl^－(aq)，该反应的平衡常数K ＝__________________[已知Ksp(CuCl)＝1.2×10^－6， Ksp(Cu₂S)＝2.5×10^－43]。

Answer

Fe2O3 CuS 4[CuCl2]-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O 2CuFeS2＋6H+＋2e— = Cu2S＋2Fe2+＋3H2S↑ 2mol或2NA 4Fe2+＋O2＋4H+ = 4Fe3+＋2H2O 生成的硫覆盖在Cu2S表面，阻碍浸取 5.76×1030

【解析】试题分析：(1) 铁红是氧化铁；(2) 根据Cu2++CuS+4C1-==2[CuCl2]-+S，硫元素化合价升高；(3) 反应III [CuCl2]-被氧化为Cu2+；(4) 根据转化关系图，CuFeS2在正极得电子生成Cu2S、Fe2+、H2S。（5）①根据反应Cu2S＋4FeCl3 2CuCl2＋4FeCl2＋S，每生成2mol CuCl2，转移4mol电子；氧气能把Fe2+氧化为Fe3+。

②Cu2S难溶，生成的硫覆盖在Cu2S表面，阻碍浸取；（6）CuCl悬浊液中加入Na2S，发生的反应为2CuCl(s)＋S2－(aq)Cu2S(s)＋2Cl－(aq)，该反应的平衡常数K ＝ ；
解析：(1) 铁红是氧化铁，化学式Fe2O3；(2) 根据Cu2++CuS+4C1-==2[CuCl2]-+S，硫元素化合价升高，所以CuS是还原剂；(3) 反应III [CuCl2]-被氧气氧化为Cu2+，离子方程式为4[CuCl2]-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O ；(4) 根据转化关系图，CuFeS2在正极得电子生成Cu2S、Fe2+、H2S，转化时正极的电极反应式为2CuFeS2＋6H+＋2e— = Cu2S＋2Fe2+＋3H2S↑ 。（5）①根据反应Cu2S＋4FeCl3 2CuCl2＋4FeCl2＋S可知，每生成2mol CuCl2，转移4mol电子，每生成1mol CuCl2，反应中转移电子的数目为2NA；氧气能把Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式为4Fe2+＋O2＋4H+ = 4Fe3+＋2H2O。

②Cu2S难溶，生成的硫覆盖在Cu2S表面，阻碍浸取，所以洗涤时铜元素的浸取率的变化如图；（6）2CuCl(s)＋S2－(aq)Cu2S(s)＋2Cl－(aq)的平衡常数K ＝ =5.76×1030；

点睛：原电池中电子由负极流入正极，根据电子流动方向，可判断原电池的正负极；