Question

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(SO₄)₃＋2H₂O

（1）CuFeS₂中的Fe的化合价为＋2，则被氧化的元素为           

（2）工业上生产中利用上述反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾（CuSO₄·5H₂O）：

 

①分析下列表格（其中K_sp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                ，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                                

②步骤三中的具体操作方法是                                               

（3）有人提出可以利用如图的装置从溶液B中提炼金属铜。该过程中右边电极的反应式是                         ，若装入B溶液500mL（电解前后溶液体积变化可忽略），当阴极增重1.6g时，停止通电，则反应后溶液的pH＝      。

（4）工业上冶炼铜的方法之一为：

         Cu₂S(s)＋2Cu₂O(s)＝6Cu(s)＋SO₂(g)   ΔH

    已知：①2Cu(s)＋1/2O₂(g)＝Cu₂O(s)   ΔH＝－12kJ/mol

          ②2Cu(s)＋S(s)＝Cu₂S(s)   ΔH＝－79.5kJ/mol

          ③S(s)＋O₂(g)＝SO₂(g)  ΔH＝－296.8kJ/mol

        则该法冶炼铜的反应中ΔH＝               。

Answer 1

（1）Fe和S

（2）①3.2pH<4.7；  加入CuO与H⁺反应使c(H⁺)减小，c(OH^-)增大，使溶液中c(Fe³⁺)·c³(OH^-)>K_sp[Fe(OH)₃]，导致Fe³⁺生成沉淀而除去   

②蒸发浓缩，冷却结晶

（3）4OH^-－4e^-＝2H₂O＋O₂↑； 1

（4）－193.3kJ/mol