Question

【題目】銅是一種重要的戰(zhàn)略物資，以黃銅礦（主要成分是CuFeS2）為主要原料生產(chǎn)銅、鐵紅、單質(zhì)硫時(shí)，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(shí)驗(yàn)中這種操作的名稱是____________。鐵紅的重要用途：_______________（寫(xiě)其中一種）。

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

（3）固體B中含有兩種產(chǎn)物，一種是單質(zhì)C，另一種是原子個(gè)數(shù)比為1：1 的一種金屬的低價(jià)態(tài)鹽，寫(xiě)出堆浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________。

（4）反應(yīng)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(chǎn)的需要，需要利用電解法進(jìn)行提純。若用如下圖所示的裝置進(jìn)行電解精煉， e電極上的電極反應(yīng)式為____________________________________。

若當(dāng)電路中有2mol電子通過(guò)時(shí)，乙中某個(gè)電極質(zhì)量減輕了63.92g，則粗銅的純度為（假設(shè)雜質(zhì)只有鐵且精煉時(shí)銅與鐵的放電比例與混合物的物質(zhì)的量之比相同，計(jì)算時(shí)用％表示保留一位小數(shù)）_______________。

Answer 1

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

【解析】

（1）根據(jù)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(guò)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(guò)程中，增大接觸面積，有利于反應(yīng)充分，加快反應(yīng)速率；

（3）根據(jù)信息“以黃銅礦為主要原料生產(chǎn)銅、鐵紅、單質(zhì)硫”，結(jié)合流程圖可知固體C是單質(zhì)硫，另一種是原子個(gè)數(shù)比為1：1的一種金屬的低價(jià)態(tài)鹽，根據(jù)元素可知該低價(jià)態(tài)鹽為CuCl，反應(yīng)II生成FeCO3，說(shuō)明溶液A中含有Fe2＋，因此堆浸的化學(xué)反應(yīng)方程式為CuFeS2＋3FeCl3=4FeCl2＋CuCl↓＋2S↓；

（4）[CuCl2]－中Cu顯＋1價(jià)，反應(yīng)V中酸化，＋1價(jià)Cu發(fā)生歧化反應(yīng)，生成Cu和Cu2＋，即反應(yīng)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(fù)極，通氧氣的一極為正極，即a為正極，b為負(fù)極，根據(jù)電解原理，e電極為陰極，d為陽(yáng)極，陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，乙中某電極質(zhì)量減少，即陽(yáng)極質(zhì)量減少，其電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋、Cu－2e－=Cu2＋，設(shè)銅的物質(zhì)的量為xmol，鐵的物質(zhì)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%。