题目内容

【题目】黄铁矿(主要成分FeS2)、黄铜矿(主要成分CuFeS2)均是自然界中的常见矿物资源。

(1)Stumm和Morgan提出黄铁矿在空气中氧化的四步反应如题20图-1所示:

① a反应中每生成1molFeSO4转移电子的物质的量为___mol。

② d反应的离子方程式为_______________。

(2)用细菌冶铜时,当黄铜矿中伴有黄铁矿可明显提高浸取速率,其原理如题20图-2

①冶炼过程中,正极周围溶液的pH___(选填:“增大”、“减小”或“不变”)

②负极产生单质硫的电极反应式为___。

这里,否则就错了!!阅后删除!

(3)煤炭中的硫主要以黄铁矿形式存在,用氢气脱除黄铁矿中硫的相关反应(见下表),其相关反应的平衡常数的对数值与温度的关系如题20图-3。

相关反应

反应热

平衡常数K

FeS2(s) + H2(g)FeS(s) + H2S(g)

ΔH1

K1

1/2 FeS2(s) + H2(g)1/2Fe(s)+H2S(g)

ΔH2

K2

FeS(s) + H2(g)Fe(s)+H2S(g)

ΔH3

K3

①上述反应中,ΔH1___0(选填:“>”或“<”)。

②提高硫的脱除率可采取的措施有___(举1例)。

③1000K时,平衡常数的对数lgK1、lgK2和lgK3之间的关系为___。

【答案】14 FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+ 增大 CuFeS2-4e-=Cu2++Fe2++2S > 升高温度(或提高氢气的浓度或及时除去生成的H2S) 2lgK2=lgK1+lgK3

【解析】

(1)① a反应中S有-1价升高到+6价,根据FeS2 ~ FeSO4,S的化合价共升高2×(6+1)=14,即生成1molFeSO4转移电子的物质的量为14mol;②d反应中反应物是FeS2和Fe3+,生成物是Fe2+和SO42-;

(2)①根据电子移动飞方向可知,CuFeS2是负极,FeS2是正极,冶炼过程中,H+在正极跟O2反应生成了水,使得H+降低,导致正极周围溶液的pH增大;②负极CuFeS2发生氧化反应生成Cu2+、Fe2+和S;

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