题目内容
【题目】以黄铜矿(主要成分是CuFeS2)为原料炼铜的方法为火法炼铜和湿法炼铜两种。
(1)火法炼铜时产生大量SO2，根据原电池原理，稀硫酸作电解质溶液，使用惰性电极，一极通入SO2，另一极通入O2，治理SO2污染，负极反应的离子方程式为___________________________。
(2)火法炼铜的过程中，电解出铜制备精铜时产生的废电解液中含有较多Ni2+和Pb2+，从废电解液中除去Pb2+的方法是往其中通入H2S至饱和，使Pb2+转化为硫化物沉淀（已知饱和H2S溶液中c(H2S)为0.1mol/L，
≈10-20；Ksp(NiS)≈10-11）。若废电解液的pH=5，为保证不生成沉淀，Ni2+浓度应控制在_________mol/L以下。
(3)近年来，湿法炼铜有了新进展，科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下，可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。某工厂运用该原理生产铜和绿矾(FeSO4·7H2O)的工艺如图：
①写出反应的化学反应方程式：___________________________；如果对该反应进行高温加热，发现化学反应速率降低乃至反应停止，请简述理由：___________________________。
②固体A的成分为___________________________。
③欲从滤液中获得绿矾晶体，分离操作I因为_________、_________、过滤。
④写出反应湿法炼铜的化学反应方程式：___________________________。
【答案】SO2-2e-+2H2O==SO42-+4H+ 1 4CuFeS2+17O2+2H2SO4
2Fe2(SO4)3+4CuSO4+2H2O 高温，蛋白质变性，反应速率降低或反应停止 Fe(OH)3、CuO 蒸发浓缩 冷却结晶 Fe+CuSO4==Cu+FeSO4
【解析】
根据物质的制备流程分析解答；根据物质的分离、提纯规则分析解答。
(1)依据2SO2+O2+2H2O==2H2SO4，酸性条件下，正极得到电子：4H++O2+4e-==2H2O，总反应方程式减去正极方程式得到负极方程式得：SO2-2e-+2H2O==SO42-+4H+，
故答案为：SO2-2e-+2H2O==SO42-+4H+；
(2)若废电解液的pH=5，H2S饱和溶液中，c(H2S)为0.1mol/L，由已知条件的溶液中，
10-20，c(S2-)=
=
mol/L=10-11mol/L，根据NiS的Ksp=c(S2-)×c(Ni2+)=10-11，可知c(Ni2+)＜Ksp(NiS)÷c(S2-)=1mol/L；
故答案为：1；
(3)①根据流程图可得：4CuFeS2+17O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+4CuSO4+2H2O，其中细菌由蛋白质构成，高温时蛋白质变性，反应速率降低或反应停止，
故答案为：高温，蛋白质变性，反应速率降低或反应停止；
②由于加入过量氧化铜调节各溶液的pH，生成氢氧化铁沉淀，则固体A是Fe(OH)3和过量的CuO，
故答案为：Fe(OH)3、CuO；
③获得的滤液后，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，最后得到绿矾晶体，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
④湿法炼铜即是Fe和CuSO4发生置换反应，反应方程式为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；
故答案为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
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