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（己知Na[CuCl2]的電離方程式為：Na[CuCl2]=Na++[CuCl2]-）:

（1）流程中粉碎的目的是_____________,操作①、②、③、④的目的相同,在實驗中這種操作的名稱是____________。

（2）鐵紅的重要用途：__________________，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：l 的一種金屬的低價態鹽，寫出堆浸時反應的化學方程式：________。

（3）反應V的離子方程式：___________________。

（4）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。若用如圖所示的裝置進行電解精煉，則乙中溶液的溶質是_________，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比例相同，計算時用％表示保留一位小數）____________（已知相對原子質量：Fe 56 Cu 64 ）。

Answer 1

【答案】增大反應物間的接觸面積，加快反應速率，使反應更充分過濾紅色油漆和涂料CuFeS2+3FeCl3=4FeCl2+CuCl↓+2S↓2[CuCl2]ˉ=Cu+Cu2++4ClˉCuSO4Cu2++2eˉ=Cu99.1%

【解析】氯化鐵具有氧化性，能氧化黃銅礦，根據(2)中提示，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：l 的一種金屬的低價態鹽，可知反應①為CuFeS2+3Fe3++Cl-=4Fe2++CuCl↓+2S↓，然后過濾得到固體CuCl和S和濾液，向濾液中加入碳酸鈉發生反應Ⅱ，發生的離子反應方程式為Fe2++CO32-=FeCO3↓，過濾得到FeCO3，在空氣中灼燒FeCO3得到氧化鐵，反應Ⅲ為4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2；向CuCl、S的混合物中加入NaCl溶液，發生反應Ⅳ為Cl-+CuCl=[CuCl2]-，過濾得到Na[CuCl2]，再加入水發生反應V生成Cu和溶液D，Cu+在反應V中發生自身氧化還原反應，歧化為Cu2+和Cu，則D為CuCl2、NaCl。

(1)將礦石粉碎，可以增大與氯化鐵溶液的接觸面積，從而加快反應速率；根據流程圖，操作①、②、③、④都是過濾，故答案為：增大反應物間的接觸面積，加快反應速率，使反應更充分；過濾；

(2)鐵紅常用作紅色油漆和涂料；固體B中含有CuCl和S，堆浸時反應的化學方程式為CuFeS2+3FeCl3=4FeCl2+CuCl↓+2S↓，故答案為：CuFeS2+3FeCl3=4FeCl2+CuCl↓+2S↓；

(3)反應V的離子方程式為2[CuCl2]ˉ=Cu+Cu2++4Clˉ，故答案為：2[CuCl2]ˉ=Cu+Cu2++4Clˉ；

(4)電解精煉銅，用粗銅作陽極，精銅作陰極，硫酸銅溶液作電解質溶液；根據圖示，通入氫氣的為負極，則 e電極為陰極，發生還原反應，電極反應式為Cu2++2eˉ=Cu；設粗銅中反應的銅的物質的量為x，鐵為y，陽極反應為Cu-2eˉ=Cu2+、Fe-2eˉ= Fe 2+，則2x+2y=2mol，64x+56y=63.92g，解得x=0.99mol，y=0.01mol，粗銅的純度為×100%=99.1%，故答案為：CuSO4 ；Cu2++2eˉ=Cu；99.1%。