Question

【題目】銅是一種重要的戰略物資，以黃銅礦（主要成分是CuFeS2）為主要原料生產銅、鐵紅、單質硫時，原料的綜合利用率較高，其主要流程如圖所示（已知Na[CuCl2]的電離方程式為：Na[CuCl2]=Na++[CuCl2]-）：

（1）操作①、②、③、④的目的相同，在實驗中這種操作的名稱是____________。鐵紅的重要用途：_______________（寫其中一種）。

（2）流程中粉碎的目的是______________________________________。

（3）固體B中含有兩種產物，一種是單質C，另一種是原子個數比為1：1 的一種金屬的低價態鹽，寫出堆浸時反應的化學方程式：______________________________________。

（4）反應V的離子方程式：______________________________________。

（5）此方法中得到的銅純度不能滿足某些生產的需要，需要利用電解法進行提純。若用如下圖所示的裝置進行電解精煉， e電極上的電極反應式為____________________________________。

若當電路中有2mol電子通過時，乙中某個電極質量減輕了63.92g，則粗銅的純度為（假設雜質只有鐵且精煉時銅與鐵的放電比例與混合物的物質的量之比相同，計算時用％表示保留一位小數）_______________。

Answer 1

【答案】過濾 紅色油漆、涂料、煉鐵原料等（寫其中一個） 增大反應物間的接觸面積，加快反應速率，使反應更充分 CuFeS2+3FeCl3=4FeCl2+CuCl↓+2S↓ 2[CuCl2]ˉ=Cu+Cu2++4Clˉ Cu2++2eˉ=Cu 99.1%

【解析】

（1）根據流程圖，操作①、②、③、④的目的是分離出固體和溶液，操作名稱為過濾；鐵紅的成分是Fe2O3，其用途為紅色油漆、涂料、煉鐵原料等；

（2）將黃銅礦礦石粉碎，在堆浸過程中，增大接觸面積，有利于反應充分，加快反應速率；

（3）根據信息“以黃銅礦為主要原料生產銅、鐵紅、單質硫”，結合流程圖可知固體C是單質硫，另一種是原子個數比為1：1的一種金屬的低價態鹽，根據元素可知該低價態鹽為CuCl，反應II生成FeCO3，說明溶液A中含有Fe2＋，因此堆浸的化學反應方程式為CuFeS2＋3FeCl3=4FeCl2＋CuCl↓＋2S↓；

（4）[CuCl2]－中Cu顯＋1價，反應V中酸化，＋1價Cu發生歧化反應，生成Cu和Cu2＋，即反應V的離子方程式為2[CuCl2]－=Cu＋Cu2＋＋4Cl－；

（5）甲裝置為原電池，乙裝置為電解池，通燃料的一極為負極，通氧氣的一極為正極，即a為正極，b為負極，根據電解原理，e電極為陰極，d為陽極，陰極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu，乙中某電極質量減少，即陽極質量減少，其電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋、Cu－2e－=Cu2＋，設銅的物質的量為xmol，鐵的物質的量為ymol，即有2x＋2y=2，64x＋56y=63.92，解得x=0.99，y=0.01，因此粗銅的純度為×100%=99.1%。