Question

由黄铜矿(主要成分是CuFeS₂)炼制精铜的工艺流程示意图如下：

（1）在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转化为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式是         、          ，反射炉内生成炉渣的主要成分是          ；
（2）冰铜(Cu₂S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%～50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu₂S被氧化成Cu₂O，生成的Cu₂O与Cu₂S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式是          、           ；
（3）粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板是图中电极          (填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为          ；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为             。

Answer 1

(1) 2CuFeS₂ + O₂ Cu₂S + 2FeS + SO₂
2FeS + 3O₂ 2FeO + 2SO₂，  FeSiO₃；（该空1分，其余每空2分）
(2) 2Cu₂S + 3O₂ 2Cu₂O + 2SO₂、  Cu₂S + 2Cu₂O  6Cu + SO₂↑
(3) c；  Cu²⁺ + 2e^- = Cu；  Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe²⁺的形式进入电解质溶液中。

试题分析：(1) Cu和Fe的低价硫化物为Cu₂S 和 2FeS，因此有： 2CuFeS₂ + O₂ Cu₂S + 2FeS + SO₂
2FeS + 3O₂ 2FeO + 2SO₂，反射炉内生成炉渣的主要成分是  FeSiO₃，因为是炼铜的一个反应，所以为应该含有铜的硅酸盐。
(2) 依题中提供的信息有：2Cu₂S + 3O₂ 2Cu₂O + 2SO₂、  Cu₂S + 2Cu₂O  6Cu + SO₂↑
(3) 电解精炼铜时，阳极挂的是粗铜，阴极挂的是纯铜，电解质溶液是含有铜的盐，连接电池负极的是电解池的阴极，连接电池正极的是电解池的阳极。所以粗铜板是图中电极c；在电极d上发生的电极反应式为Cu²⁺ + 2e^- = Cu；  Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，形成所谓的“阳极泥”，Fe以Fe²⁺的形式进入电解质溶液中。