题目内容
由黄铜矿（主要成分是CuFeS2）可以冶炼得到粗铜，再经过电解精炼得到纯铜．（1）黄铜矿冶炼得到粗铜的一步反应为：8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2若CuFeS2中的Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是______（填元素符号）．根据原电池原理，稀硫酸做电解质溶液，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）粗铜的电解精炼如图所示．在粗铜的电解过程中，纯铜板应是图中电极______（填图中的字母）；在电极d上发生的电极反应式为______；若粗铜中还含有金、银、铁，它们在电解槽中的存在形式位置为______．
（3）生物炼铜近几年来逐渐被重视，其原理是：在细菌的帮助下，氧气氧化硫化铜矿石为可溶解性硫酸铜，再进行简单的后续生产．生物炼铜与高温火炼铜相比，优点有______（回答两点）硫酸铜可以配制波尔多液，杀灭果树上的某些细菌，其杀菌原理是______．
【答案】分析：（1）根据8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2，CuFeS2中的Fe的化合价为+2，铜的化合价为+2价，硫的化合价为-1价；产物中铜的化合价为0价，氧化亚铁中铁的化合价为+2价，氧元素为-2价，三氧化二铁中铁的元素化合价为+3价，氧元素为-2价，二氧化硫中硫元素的化合价为+4价，结合原电池原理进行解答；
（2）用电解法进行粗铜提纯时粗铜应作阳极，精铜作阴极；阳极与电池的正极相连发生氧化反应，阴极与电池的负极相连发生还原反应；金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此在电解过程中Ag、Pt不会失去电子，而是形成阳极泥；
（3）生物炼铜技术是用细菌以加速金属成分溶解，再通过“回收矿井”回收有价金属的新技术；波尔多液是硫酸铜和熟石灰的混合物，一些重金属离子（如Cu2+、Ba2+、Pb2+、Ag+等）与蛋白质作用会使蛋白质变性而丧失其生理功能，据此即可解答．
解答：解：（1）黄铜矿冶炼得到粗铜的一步反应为：8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2若CuFeS2中的Fe的化合价为+2价，铜的化合价为+2价，硫的化合价为-1价，氧气中氧元素的化合价为0价，产物中铜的化合价为0价，氧化亚铁中铁的化合价为+2价，氧元素为-2价，三氧化二铁中铁的元素化合价为+3价，氧元素为-2价，二氧化硫中硫元素的化合价为+4价，氧元素为-2价，根据氧化还原规律，化合价降低的发生还原反应，所以反应中被还原的元素是Cu、O；根据原电池原理，稀硫酸做电解质溶液，使用惰性电极，一极通入SO2，另一极通入O2，治理SO2污染，负极反应是化合价升高的反应，所以负极离子反应是SO2-2e-+2H2O=SO42++4H+，
故答案为：Cu、O；SO2-2e-+2H2O=SO42++4H+；
（2）该装置中a为原电池的正极，b为原电池的负极，所以c为电解池的阳极，d为电解池的阴极，电解时，以硫酸铜-硫酸溶液为电解液，溶液中的Cu2+得到电子沉积在阴极上，发生还原反应，即Cu2++2e-=Cu，作阳极的粗铜中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液，如Fe以Fe2+的形式进入溶液中；比铜不活泼的金属Au、Ag不会失去电子，以单质的形成沉入电解槽形成“阳极泥”，
故答案为：d；Cu2++2e-=Cu；Au、Ag以单质的形成沉积在c（阳极）下方，Fe以Fe2+的形式进入溶液中；
（3）生物炼铜技术是一种利用微生物开矿的湿式制铜技术，生物炼铜的成本远远低于其他冶炼法，具有污染小、反应条件简单、即使含量（品味）很低的矿石也可以被利用等优点；硫酸铜可以配制波尔多液，杀灭果树上的某些细菌，其杀菌原理是铜离子与蛋白质作用使蛋白质变性而丧失其生理功能杀菌，
故答案为：污染小、能量消耗少、反应条件简单等；Cu2+可以使蛋白质变性．
点评：本题考查铜的电解精炼、氧化还原等知识，根据电化学的原理和氧化还原的规律解题是解答的关键，题目难度中等．
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2，CuFeS2中的Fe的化合价为+2，铜的化合价为+2价，硫的化合价为-1价；产物中铜的化合价为0价，氧化亚铁中铁的化合价为+2价，氧元素为-2价，三氧化二铁中铁的元素化合价为+3价，氧元素为-2价，二氧化硫中硫元素的化合价为+4价，结合原电池原理进行解答；（2）用电解法进行粗铜提纯时粗铜应作阳极，精铜作阴极；阳极与电池的正极相连发生氧化反应，阴极与电池的负极相连发生还原反应；金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此在电解过程中Ag、Pt不会失去电子，而是形成阳极泥；
（3）生物炼铜技术是用细菌以加速金属成分溶解，再通过“回收矿井”回收有价金属的新技术；波尔多液是硫酸铜和熟石灰的混合物，一些重金属离子（如Cu2+、Ba2+、Pb2+、Ag+等）与蛋白质作用会使蛋白质变性而丧失其生理功能，据此即可解答．
解答：解：（1）黄铜矿冶炼得到粗铜的一步反应为：8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2若CuFeS2中的Fe的化合价为+2价，铜的化合价为+2价，硫的化合价为-1价，氧气中氧元素的化合价为0价，产物中铜的化合价为0价，氧化亚铁中铁的化合价为+2价，氧元素为-2价，三氧化二铁中铁的元素化合价为+3价，氧元素为-2价，二氧化硫中硫元素的化合价为+4价，氧元素为-2价，根据氧化还原规律，化合价降低的发生还原反应，所以反应中被还原的元素是Cu、O；根据原电池原理，稀硫酸做电解质溶液，使用惰性电极，一极通入SO2，另一极通入O2，治理SO2污染，负极反应是化合价升高的反应，所以负极离子反应是SO2-2e-+2H2O=SO42++4H+，故答案为：Cu、O；SO2-2e-+2H2O=SO42++4H+；
（2）该装置中a为原电池的正极，b为原电池的负极，所以c为电解池的阳极，d为电解池的阴极，电解时，以硫酸铜-硫酸溶液为电解液，溶液中的Cu2+得到电子沉积在阴极上，发生还原反应，即Cu2++2e-=Cu，作阳极的粗铜中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液，如Fe以Fe2+的形式进入溶液中；比铜不活泼的金属Au、Ag不会失去电子，以单质的形成沉入电解槽形成“阳极泥”，
故答案为：d；Cu2++2e-=Cu；Au、Ag以单质的形成沉积在c（阳极）下方，Fe以Fe2+的形式进入溶液中；
（3）生物炼铜技术是一种利用微生物开矿的湿式制铜技术，生物炼铜的成本远远低于其他冶炼法，具有污染小、反应条件简单、即使含量（品味）很低的矿石也可以被利用等优点；硫酸铜可以配制波尔多液，杀灭果树上的某些细菌，其杀菌原理是铜离子与蛋白质作用使蛋白质变性而丧失其生理功能杀菌，
故答案为：污染小、能量消耗少、反应条件简单等；Cu2+可以使蛋白质变性．
点评：本题考查铜的电解精炼、氧化还原等知识，根据电化学的原理和氧化还原的规律解题是解答的关键，题目难度中等．
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