题目内容
【题目】工业上常以黄铜矿(主要成分是CuFeS2)为原料制备铜以及副产物铁红(Fe2O3)，两种方法均能实现铜的冶炼，其工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)为使“焙烧”反应充分进行，工业上可采取的措施是____(写一条)，写出“焙烧”时反应的化学方程式：___。
(2)“灼烧1”工序中起氧化作用的物质是____。
(3)FeCl3溶液“浸取”时，铜的浸出率结果如图所示。由图可知，当铜的浸出率为90%时，所采用的实验条件为____，写出该工序发生反应的离子方程式：______。
(4)“调节pH”所用试剂X是_____，该工序的目的是除去溶液中的Fe3＋。当调节溶液的pH=3.5时，Fe3＋______(填“是”或“不是”)沉淀完全[c(Fe3＋)≤1×10－5molL－1时可认为Fe3＋沉淀完全]，若滤液中c(Cu2＋)=0.2molL－1，此时是否有Cu(OH)2析出?_______(列式计算)。{已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－39、Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20}
(5)方法乙比方法甲更好，其原因是_____(写一点)。
【答案】粉碎固体 2CuFeS2+ 4O2
Cu2S+3SO2+2FeO Cu2S、Cu2O 4h、100℃ CuFeS2+ 4 Fe3+= Cu2++5 Fe2++2S CuO 是 根据Qc= c(Cu2+)c2(OH-)=0.2×(10-10.5)2=2×10-22＜Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，无Cu(OH)2析出 方法甲流程中产生了SO2，污染环境
【解析】
(1)根据影响化学反应速率的因素分析解答；根据流程图，“焙烧”时CuFeS2与空气中的O2反应生成Cu2S、SO2和FeO，据此书写反应的方程式；
(2)根据流程图，“灼烧1”工序中，Cu2S、Cu2O和FeO反应后生成SO2、Fe2O3和Cu，结合氧化还原反应的规律分析判断；
(3)根据图像，FeCl3溶液“浸取”时，当铜的浸出率为90%时，所采用的实验条件为4h、100℃；该工序过程中，FeCl3具有氧化性，CuFeS2和FeCl3溶液反应生成了S，结合化合价的变化，分析判断其余生成物，再书写反应的方程式；
(4)加入过氧化氢的目的是将亚铁离子氧化生成铁离子，调节pH是使铁离子沉淀，从不引入新的杂质角度分析判断可以使用的试剂；当调节溶液的pH=3.5时，c(OH-)=1×10－10.5molL－1，根据溶度积常数计算出c(Fe3＋)，看是否小于或等于1×10－5molL－1判断；若滤液中c(Cu2＋)=0.2molL－1，根据Qc与Ksp[Cu(OH)2]的大小判断；
(5)根据流程图，方法甲流程中产生了SO2，污染环境，而方法乙流程中生成的S，不会组成环境污染。
(1)为使“焙烧”反应充分进行，工业上可采取的措施有将黄铜矿粉碎、提高反应温度等方法。根据流程图，“焙烧”时反应的化学方程式为2CuFeS2+ 4O2 Cu2S+3SO2+2FeO，故答案为：粉碎固体；2CuFeS2+ 4O2 Cu2S+3SO2+2FeO；
(2)根据流程图，“灼烧1”工序中，Cu2S、Cu2O和FeO反应后生成SO2、Fe2O3和Cu，反应中Cu元素的化合价降低，Fe元素和S元素的化合价升高，起氧化作用的物质是，故答案为：Cu2S、Cu2O；
(3)根据图像，FeCl3溶液“浸取”时，当铜的浸出率为90%时，所采用的实验条件为4h、100℃；该工序过程中，FeCl3具有氧化性，CuFeS2和FeCl3溶液反应生成了S，同时会生成氯化铜和氯化亚铁，发生反应的离子方程式为CuFeS2+ 4 Fe3+= Cu2++5 Fe2++2S，故答案为：4h、100℃；CuFeS2+ 4 Fe3+= Cu2++5 Fe2++2S；
(4)根据(3)中反应的方程式可知，加入过氧化氢的目的是将亚铁离子氧化生成铁离子，调节pH是使铁离子沉淀，为了不引入新的杂质，可以选用氧化铜或碳酸铜等调节溶液的pH除去溶液中的Fe3＋。当调节溶液的pH=3.5时，c(OH-)=1×10－10.5molL－1，则c(Fe3＋)=
=
= 1×10－7.5molL－1＜1×10－5molL－1，Fe3＋完全沉淀；若滤液中c(Cu2＋)=0.2molL－1，则Qc= c(Cu2+)c2(OH-)=0.2×(10-10.5)2=2×10-22＜Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，无Cu(OH)2析出，故答案为：CuO；是；根据Qc= c(Cu2+)c2(OH-)=0.2×(10-10.5)2=2×10-22＜Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，无Cu(OH)2析出；
(5)方法甲流程中产生了SO2，污染环境，而方法乙流程中生成的S，不会组成环境污染，因此方法乙比方法甲更好，故答案为：方法甲流程中产生了SO2，污染环境。
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