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黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可以制备硫以及铁的化合物。
I．近年来，湿法炼铜有了新进展。某工厂以一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌为基体生产铜和绿矾的工艺流程如下
(1)试剂a为________，试剂b为_______（写名称）。
(2)反应1的化学方程式为_______________。
Ⅱ．以CuFeS2精矿为原料在沸腾炉中和O2（空气）反应，生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到
CuSO4·5H2O。沸腾炉的温度与生成物主要成分的水溶性和酸溶性实验结果如图。
(1)沸腾炉生成物中的含铁物质主要成分为___________。
(2)为获得最高的水溶性Cu(%)，沸腾炉的温度应控制在______ ℃左右，高于该温度生成物中的水溶性Cu(%)下降，可能原因是_____________。
I．(1)稀硫酸；铁粉；(2)4CuFeS2+2H2SO4+17O24CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O
Ⅱ．(1)铁的氧化物（其他合理答案也可）；(2)600；硫酸铜受热分解
练习册系列答案
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黄铜矿CuFeS2可用于冶炼铜，冶炼过程中需要空气和硅石，硅石主要用于形成炉渣，其反应的总方程式为：
2CuFeS2+2SiO2+5O2=2Cu+2FeSiO3+4SO2．
请回答下列问题：
（1）若CuFeS2中Cu的化合价为+2，则反应中被还原的元素是
Cu、O
Cu、O
（填元素符号）．
（2）黄铜矿冶炼铜产生的炉渣中主要含Fe2O3、FeSiO3、SiO2、Al2O3等，请完成以下验证炉渣中含有+2价的铁的探究过程中的有关问题：
仅限选择的试剂有：
稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、NaOH溶液、KMnO4溶液、KSCN溶液．
①应选用试剂为
稀硫酸、KMnO4溶液
稀硫酸、KMnO4溶液
．
②有关的实验现象为
稀硫酸浸取炉渣所得溶液能使KMnO4溶液褪色
稀硫酸浸取炉渣所得溶液能使KMnO4溶液褪色
．
（3）最近我国发现，以黄铜矿为原料在沸腾炉中和空气反应，生成物冷却后经溶解、除铁、结晶得到CuSO4?5H2O，生产成本降低了许多．实验结果如下表：
沸腾炉温度/℃ 560 580 600 620 640 660
生成物中含水溶性铜化合物的百分含量/% 90.12 91.24 93.50 92.38 89.96 84.23
生成物中含酸溶性铜化合物的百分含量/% 92.00 93.60 97.08 97.82 98.16 98.19
则①实际生产过程中的沸腾炉温度为 600～620℃，控制温度的方法是
控制加入CuFeS2的速度（原因：CuFeS2与O2反应放热）
控制加入CuFeS2的速度（原因：CuFeS2与O2反应放热）
．
②温度高于600℃生成物中水溶性铜化合物百分含量下降的原因是
生成的CuSO4发生了分解生成酸溶性铜化合物
生成的CuSO4发生了分解生成酸溶性铜化合物
．
（4）另据报道，有一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌，在酸性溶液中利用氧气可以将黄铜矿氧化成硫酸盐，试写出该反应的化学方程式：
4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O
4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O
．
黄铜矿CuFeS2可用于冶炼铜，冶炼原理为：2CuFeS2+2SiO2+5O2=2Cu+2FeSiO3+4SO2．
（1）黄铜矿冶炼铜产生的炉渣中主要含Fe2O3、FeSiO3、SiO2、Al2O3等，请完成以下验证炉渣中含有+2价的铁的探究过程中的有关问题：
仅限选择的试剂有：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水
①应选用试剂为
 
．
②有关的实验现象为
 
．
（2）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CuFeS2氧化成硫酸盐：4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O．利用反应后的溶液，按如图所示流程可制备胆矾（CuSO4?5H2O）：
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①操作a的名称是
 
，操作b的操作方法是
 
．
②检验溶液B中Fe3+是否被除尽的试剂是
 
，证明Fe3+已被除尽的现象是
 
．
③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：
 
；
方案二：
 
．
测得某黄铜矿(CuFeS2)中含硫20％，则该矿中含铜的质量分数为(    )

A.10％                       B.20％                         C.30％                        D.40％

含有硫的化合物在工业生产中应用广泛，回答下列问题：

（1）黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS2。

①测得某黄铜矿(CuFeS2)中含硫20%（质量分数），求该矿石含铜的质量分数。

②现有一种天然黄铜矿（含少量脉石），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：称取

研细的黄铜矿样品1.150g，在空气中进行煅烧，生成Cu、Fe3O4和SO2气体，用100 mL滴有淀粉的

蒸馏水全部吸收SO2，然后取10mL吸收液，用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，用去标准碘溶液的体

积为20.00mL。求该黄铜矿的纯度。

（2）将FeS和Fe2O3的混和物56.6 g，用足量稀H2SO4溶解后可得3.2 g硫，原混和物中FeS的质量。

（3）一定温度下，硫酸铜受热分解生成CuO、SO2、SO3和O2。已知：SO2、SO3都能被碱石灰和氢氧

化钠溶液吸收。利用下图装置加热无水硫酸铜粉末直至完全分解。若无水硫酸铜粉末质量为10.0 g，

完全分解后，各装置的质量变化关系如下表所示。

装置

A（试管+粉末）

B

C

反应前

42.0 g

75.0 g

140.0 g

反应后

37.0 g

79.0 g

140.5 g

 

请通过计算，推断出该实验条件下硫酸铜分解的化学方程式。

（4）硫化钠是用于皮革的重要化学试剂，可用无水Na2SO4与炭粉在高温下反应制得，化学方程式如下：

①Na2SO4 + 4CNa2S + 4CO↑   ②Na2SO4 + 4CONa2S + 4CO2 

a.若在反应过程中，产生CO和CO2混合气体为2mol，求生成Na2S的物质的量。

b.硫化钠晶体放置在空气中，会缓慢氧化成Na2SO3，甚至是Na2SO4，现将43.72g部分变质的硫化钠样品溶于水中，加入足量盐酸后，过滤得4.8g沉淀和1.12L H2S 气体（标准状况，假设溶液中气体全部逸出），在滤液中加入足量的BaCl2后过滤得2.33g沉淀，分析该硫化钠样品的成分及其物质的量。

 

火法炼铜可以从黄铜矿(CuFeS2)或辉铜矿(Cu2S)中提取铜，发生如下反应：

       ①2CuFeS2+4O2 Cu2S+3SO2+2FeO

       ②2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2

       ③2Cu2O+Cu2S6Cu+SO­2↑

下列说法正确的是                                                                                                  （    ）

A．反应②、③中，Cu2S都只做还原剂

B．1molCu2FeS2生成1 mol Cu，理论上消耗2.5 mol O2

C．1molCu2S和O2反应生成2 mol Cu转移的电子数为4 mo1

D．反应①中，共转移的电子数为16mol，CuFeS2中铜元素的化合价为+2

 

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