Question

【题目】我国产铜主要取自黄铜矿（CuFeS2），随着矿石品位的降低和环保要求的提高，湿法炼铜的优势日益突出。该工艺的核心是黄铜矿的浸出，目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三种方法。

Ⅰ．氧化浸出

（1）在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化，测得有生成。

①该反应的离子方程式为____________________________________________。

②该反应在25～50℃下进行，实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值，试分析其原因：_____________________________________________________。

Ⅱ．配位浸出

反应原理为：（未配平）

（2）为提高黄铜矿的浸出率，可采取的措施有____________________（至少写出两点）。

（3）为稳定浸出液的pH，生产中需要向氨水中添加NH4Cl，构成NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液。某小组在实验室对该缓冲体系进行了研究：25℃时，向a mol·L-1的氨水中缓慢加入等体积0.02mol·L-1的NH4Cl溶液，平衡时溶液呈中性。则NH3·H2O的电离常数Kb=________（用含a的代数式表示）；滴加NH4Cl溶液的过程中水的电离平衡________（填“正向”“逆向”或“不”）移动。

Ⅲ．生物浸出

在反应釜中加入黄铜矿、硫酸铁、硫酸和微生物，并鼓入空气，黄铜矿逐渐溶解，反应釜中各物质的转化关系如图所示。

（4）在微生物的作用下，可以循环使用的物质有________（填化学式），微生物参与反应的离子方程式为______________________（任写一个）。

（5）假如黄铜矿中的铁元素最终全部转化为Fe3+，当有2mol 生成时，理论上消耗O2的物质的量为________。

Answer 1

【答案】 H2O2受热分解；产物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解等 提高氨水的浓度、提高氧压 正向 Fe2(SO4)3，H2SO4 或（任写一个） 4.25mol

【解析】

（1）①CuFeS2中铜元素为+2价且为最高价态，铁元素为+2价，在酸性条件下能被双氧水氧化为Fe3+，S为-2价，可被氧化为SO42-，故反应的离子方程式为：2CuFeS2+17H2O2+2H+=2Cu2++2Fe3++4SO42-+18H2O；

②过氧化氢受热分解，且生成的Cu2+、Fe3+可催化过氧化氢分解；

（2）由反应原理可知，为提高浸出率，可将黄铜矿粉碎、增大氨水浓度、增大氧压等；

（3）混合溶液中c(NH4+)=0.02/2=0.01mol/L，c(OH-)=10-7mol/L，；滴加氯化铵溶液促进水的电离，水的电离平衡正向移动；

（4）由关系图可知，可以循环使用的物质为Fe2(SO4)3、H2SO4；由二价铁转化为三价铁有微生物参与，离子方程式为；S8与O2和H2O反应也有微生物参与，离子方程式为；

（5）由题意知，当生成2mol SO42-时，有1mol Fe2+转化为Fe3+，Fe2+失去1mol电子，S2失去16mol电子，共失去17mol电子，则消耗氧气的物质的量为；