摘要:10.黄铜矿(CuFeS2)常用于提炼金属铜.黄铜矿焙烧过程中所发生的反应比较复杂.其中主要反应之一的化学方程式为:2CuFeS2+O2+2FeS+SO2.则下列关于该反应的说法错误的是( ) A.方框中的物质应为Cu2S B.该反应的部分产物可用于硫酸工业 C.反应中SO2既是氧化产物又是还原产物 D.反应中若有1 mol SO2生成.则一定有4 mol电子发生转移 解析:从原子守恒角度分析知.方程式中所缺少的物质为Cu2S.再通过化合价的升降与得失电子守恒可以验证Cu2S是正确的,反应中有SO2生成.其可以用于制H2SO4,生成1 mol SO2时转移的电子为6 mol. 答案:D

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(2010?济南二模)据报道,有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下,酸性溶液中,将黄铜矿氧化成硫酸盐:
4CuFeS2+2H2SO4+17O2═4CuSO4+2Fe2(SO43+2H2O
(1)利用反应后的溶液,按如下流程可制备胆矾(CuSO4?5H2O):

①溶液B显
(填“酸”、“碱”或“中”)性,原因是
Cu2++2H2O?Cu(OH)2+2H+
Cu2++2H2O?Cu(OH)2+2H+
(用离子方程式表示).?
②分析下表所提供的数据可知,加入CuO可除去CuSO4溶液中的Fe3+.?
   氢氧化物开始沉淀时的pH 氢氧化物沉淀完全时的 pH
 Fe3+
Cu2+
 1.9
 4.7
 3.2
 6.7
请运用沉淀溶解平衡的有关理论解释加入CuO能除去CuSO4溶液中Fe3+的原因:
加入CuO使溶液中的c(H+)减小,c(OH-)浓度增大,使溶液中c (Fe3+)?c (OH-3>Ksp[Fe(OH)3],使Fe3+生成沉淀而除去
加入CuO使溶液中的c(H+)减小,c(OH-)浓度增大,使溶液中c (Fe3+)?c (OH-3>Ksp[Fe(OH)3],使Fe3+生成沉淀而除去

③操作a的名称是
过滤
过滤
,操作b的操作方法是
蒸发浓缩,冷却结晶
蒸发浓缩,冷却结晶

④检验溶液B中Fe3+是否被除尽的试剂是
KSCN溶液
KSCN溶液
,证明Fe3+已被除尽的现象是
溶液不变红
溶液不变红
.?
(2)在实验室中,设计两个原理不同的方案,从溶液B中提炼金属铜(要求:一种方案只用一个反应来完成).写出两种方案的化学方程式:?
方案一:
CuSO4+Fe═FeSO4+Cu
CuSO4+Fe═FeSO4+Cu

方案二:
2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4
2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4
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据报道,有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下的酸性溶液中,能将黄铜矿(CuFeS2)氧化成硫酸盐.发生的反应为:
4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO43+2H2O
(1)CuFeS2中Fe的化合价为+2,上述反应中被氧化的元素是
Fe和CuFeS2中的S
Fe和CuFeS2中的S

(2)工业生产中利用上述反应后的溶液,按如下流程图1可制备胆矾(CuSO4?5H2O):

①分析下列表格(其中KSP是相应金属氢氧化物的沉淀溶解平衡常数):
Ksp 氢氧化物开始沉淀时的pH 氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+ 2.6×10-39 1.9 3.2
Cu2+ 2.2×10-20 4.7 6.7
步骤一应调节溶液的pH范围是
3.2≤pH<4.7
3.2≤pH<4.7
.请运用沉淀溶解平衡的有关理论解释加入CuO能除去CuSO4溶液中Fe3+的原因
加入CuO与H+反应使c(H+)减小,c(OH-)增大,使溶液中c(Fe3+)?c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],导致Fe3+生成沉淀而除去
加入CuO与H+反应使c(H+)减小,c(OH-)增大,使溶液中c(Fe3+)?c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],导致Fe3+生成沉淀而除去

②步骤三中的具体操作方法是
蒸发浓缩,冷却结晶
蒸发浓缩,冷却结晶

(3)有人提出可以利用图2的装置从溶液B中提炼金属铜.该过程中右边电极的反应式是
4OH--4e-=O2↑+2H2O
4OH--4e-=O2↑+2H2O
,总反应的方程式是
2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+2H2SO4+O2
2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+2H2SO4+O2

(4)工业上冶炼铜的方法之一为:Cu2S(s)+2Cu2O(s)=6Cu(s)+SO2(g)△H
已知:①2Cu(s)+
1
2
O2(g)=Cu2O(s)△H=-12kJ?mol-1
②2Cu(s)+S(s)=Cu2S(s)△H=-79.5kJ?mol-1
③S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-296.8kJ?mol-1
则该法冶炼铜的反应中△H=
-193.3kJ?mol-1
-193.3kJ?mol-1
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