Question

【题目】铜是有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，铜的冶炼和加工对于现代社会有着重要的意义。

（1）工业上可用黄铜矿冶炼粗铜，简要流程如下：

在转炉中，经过两步反应生成粗铜，其的热化学方程式分别为：

则总反应的热化学方程式为：_______________________________________；

（2）粗铜可用电解法精炼，电解过程中，粗铜应做____极；精铜一侧电极反应式为__________；

（3）电解精炼时粗铜中Fe、Zn等杂质元素会进入电解质溶液，一段时间后需要对电解液除杂净化，其中除去铁元素的一种操作如下：

下表为部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH：

①试剂a是_______________，其作用是_________________________________________；

②溶液A加入CuO调节pH的目的是________________________________________(用必要的离子方程式和适当的文字说明)。

③操作①名称是________________。

（4）电解槽阳极泥中含有Ag、Au等贵金属，分离提纯Au的工艺流程如下：

①滤液中Au元素的存在形式为[AuC14]-，写出浸取步骤反应的离子方程式________________。

②加入草酸后，滤液中发生氧化还原反应，生成Au单质，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________。

Answer 1

【答案】 Cu2S(s) + O2(g) = 2Cu(s) + SO2(g) ΔH=-217.4kJmol-1 阳极 Cu2+ + 2e- = Cu H2O2（或O2、O3等） 将Fe2+氧化为Fe3+，有利于后续反应除杂 Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+，CuO + 2H+ = H2O + Cu2+ ，CuO反应氢离子使Fe3+的水解平衡向右移动，生成Fe(OH)3沉淀 过滤 2Au + ClO3- + 7Cl- + 6H+ =2[AuCl4]- + 3H2O 2:3

【解析】（1）据盖斯定律，将所给两式相加得：3Cu2S（s）+3O2（g）=6Cu（s）+3SO2（g）△H=（-768.2kJmol-1+116.0kJmol-1）=-652.2kJ/mol，再除以3得：Cu2S（s）+O2（g）=2Cu（s）+SO2（g）△H=-217.4kJ/mol；答案为：Cu2S(s) + O2(g) = 2Cu(s) + SO2(g) ΔH=-217.4kJmol-1

（2）粗铜主要发生反应为：Cu-2e-═Cu2+，发生氧化反应，阳极发生氧化反应，故粗铜做阳极；精铜做阴极发生还原反应，电极反应式为：Cu2+ + 2e- = Cu ；答案为：阳极 Cu2+ + 2e- = Cu

（3）①根据表中数据发现当三价铁离子形成沉淀时，铜离子不沉淀，可以将亚铁离子氧化为三价铁，再调节PH来除去亚铁离子，所以可以选择氧化剂双氧水或O2 、O3等,； ②加入CuO发生反应：CuO + 2H+ = H2O + Cu2+消耗Fe3+ + 3H2O≒Fe(OH)3 + 3H+产生的H+，使Fe3+的水解平衡向右移动，生成Fe(OH)3沉淀③可用过滤的方法除去沉淀，所以操作①是过滤。答案为：①H2O2（或O2 、O3等）、将Fe2+氧化为Fe3+，有利于后续反应除杂② Fe3+ + 3H2O≒Fe(OH)3 + 3H+，CuO + 2H+ = H2O + Cu2+ ，CuO反应氢离子使Fe3+的水解平衡向右移动，生成Fe(OH)3沉淀 ③过滤

（4）①单质Au在酸性环境下与NaClO3、NaCl反应生成,反应的离子方程式： 2Au + ClO3- + 7Cl- + 6H+ =2[AuCl4]- + 3H2O ② 加入草酸后[AuCl4]- 得到Au单质作氧化剂，草酸中的碳被氧化为CO2作还原剂，根据得失电子数相等可得氧化剂与还原剂的物质的量之比为：2:3.答案为：① 2Au + ClO3- + 7Cl- + 6H+ =2[AuCl4]- + 3H2O ②2:3