Question

【題目】我國(guó)產(chǎn)銅主要取自黃銅礦(CuFeS2)，濕法煉銅工藝的核心是黃銅礦的浸出，目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三種方法。

I．氧化浸出

（1）在硫酸介質(zhì)中用雙氧水將黃銅礦氧化，測(cè)得有SO42-生成。

①該反應(yīng)的離子方程式為________________________________.

②該反應(yīng)在25—50℃下進(jìn)行，實(shí)際生產(chǎn)中雙氧水的消耗量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于理論值，試分析其原因?yàn)?/span>__________________________________________________

Ⅱ，配位浸出

反應(yīng)原理為：CuFeS2＋NH3·H2O＋O2＋OH－→ Cu(NH3)42＋＋Fe2O3＋SO42－＋H2O(未配平)

（2）用化學(xué)用語(yǔ)解釋氨水溶液的酸堿性______________________________.

（3）生產(chǎn)中為了穩(wěn)定溶液的pH，可以在浸出液加入___________________（物質(zhì)名稱）Ⅲ.生物浸出

在反應(yīng)釜中加入黃銅礦、硫酸鐵、硫酸和微生物，并鼓入空氣，黃銅礦逐漸溶解，反應(yīng)釜中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。

（4）在微生物的作用下，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有_________（填化學(xué)式），微生物參與的離子反應(yīng)方程式為_______________________________（任寫一個(gè)）。

（5）假如黃銅礦中的鐵元素最終全部轉(zhuǎn)化為Fe3+，當(dāng)有2 mol SO42-生成時(shí)，理論上消耗O2的物質(zhì)的量為_______________________。

Answer 1

【答案】 2CuFeS2＋17H2O2＋2H＋＝2Cu2＋＋2Fe3＋＋4SO42-＋18H2O H2O2受熱分解（產(chǎn)物Cu2＋、Fe3＋催化H2O2分解等） ）NH3·H2O NH4+ + OH- 氯化銨（合理銨鹽均可） Fe2(SO4)3、H2SO4 4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O或S8＋12O2＋8H2O=8SO42-＋16H＋任寫一個(gè) 4.25 mol

【解析】本題主要考查氧化還原反應(yīng)。

I．（1）①該反應(yīng)的離子方程式為2CuFeS2＋17H2O2＋2H＋＝2Cu2＋＋2Fe3＋＋4SO42-＋18H2O。

②該反應(yīng)在25—50℃下進(jìn)行，雙氧水易分解，實(shí)際生產(chǎn)中雙氧水的消耗量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于理論值，其原因?yàn)?/span>H2O2受熱分解（產(chǎn)物Cu2＋、Fe3＋催化H2O2分解等。

Ⅱ.（2）用化學(xué)用語(yǔ)解釋氨水溶液的酸堿性：NH3·H2ONH4++OH-。

（3）生產(chǎn)中為了穩(wěn)定溶液的pH，可以在浸出液加入氯化銨（合理銨鹽均可），構(gòu)成NH3、H2O-NH4Cl緩沖溶液。

Ⅲ.（4）在微生物的作用下，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有Fe2(SO4)3、H2SO4，微生物參與反應(yīng)的離子方程式為4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O或S8＋12O2＋8H2O=8SO42-＋16H＋。

（5）CuFeS2中Cu呈+2價(jià)。Fe呈+2價(jià)，S呈-2價(jià)，假如黃銅礦中的鐵元素最終全部轉(zhuǎn)化為Fe3+，CuFeS2～Fe3+～2SO42-～17e-，當(dāng)有2molSO42-生成時(shí)，理論上消耗O2的物質(zhì)的量為17/4mol=4.25mol。