Question

工业用黄铜矿[主要成分CuFeS₂，还含少量锌(Zn)、铅(Pb)的硫化物]冶炼铜的一种方法的流程如下：

(1)过程Ⅰ中发生下列反应：①CuFeS₂ + 3Cu²⁺ + 4Cl^－ = 4CuCl+ Fe²⁺ +2S；②CuCl + Cl^－CuCl₂^－上述反应中盐酸的作用是________________________。

(2)过程Ⅱ中通入空气，将Fe²⁺转化FeOOH沉淀，离子方程式是_________________。

(3)Ⅳ中加入Na₂CO₃溶液的目的是______________________________________。

(4)Ⅴ中反应的离子方程式是______________________________。

(5)秉承绿色化学的理念，请提出在冶炼厂中处理和利用副产品NaCl溶液的方案，并说明理由：__________________________________________________。

Answer

补充Cl－，促进I中反应，提高铜元素浸出率（或使用稀盐酸增加Cl－浓度，使反应②平衡正向移动，提高铜元素的浸出率） 4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH↓+8H+ 除去Zn2+和Pb2+ 2CuCl2－+ 2OH－= Cu2O↓+4Cl－+H2O 电解氯化钠溶液产生H2、Cl2和NaOH；NaOH可用于Ⅲ、Ⅴ中作沉淀剂，H2可用于Ⅵ作还原剂，Cl2可用于Ⅷ作氧化剂

【解析】

(1)观察I中的两个反应，其中②是可逆反应，故使用稀盐酸，可以增加Cl-的浓度，使得反应②的平衡正向移动，增大铜元素的浸出率(或补充Cl－，促进I中反应，提高铜元素浸出率)；

(2)Fe2+被O2氧化FeOOH，则反应物中还含有H2O，因此Fe2+转化为FeOOH的离子方程式为4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH↓+8H+；

(3)通过V、Ⅵ可知，溶液C中没有杂质离子， 故IV中加入Na2CO3溶液是为了除去Zn2+和Pb2+；

(4)溶液C中的主要离子为CuCl2-，根据图中可知，该离子和NaOH反应生成了Cu2O，则反应的离子方程式为2CuCl2－+ 2OH－= Cu2O↓+4Cl－+H2O；

(5)电解氯化钠溶液产生H2、Cl2和NaOH，根据示意图可判断NaOH可用于Ⅲ、V中作沉淀剂， H2可用于VI作还原剂， Cl2可用于CuCl2-作氧化剂。