Question

据报道，有一种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Fe的化合价为＋2，上述反应中被氧化的元素是________，检验反应后溶液中含有Fe3＋的方法_______________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)工业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)：

已知Fe(OH3)、Cu(OH)2的溶度积Ksp分别为：2.6×10－39、2.2×10－20，请解释加入CuO能除去CuSO4溶液中Fe3＋的原因________________________________________。

(3)有人提出可以利用如图的装置从溶液B中提炼金属铜。该过程中右侧电极的反应式是__________________________，

若将右侧电极换为铁，则铜析出在________电极上(“左侧”或“右侧”)。

(4)工业上冶炼铜的方法之一为：

Cu2S(s)＋2Cu2O(s)===6Cu(s)＋SO2(g)　ΔH＝a

已知：①2Cu(s)＋1/2O2(g)===Cu2O(s)

ΔH＝－12 kJ·mol－1

②2Cu(s)＋S(s)===Cu2S(s)　ΔH＝－79.5 kJ·mol－1

③S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ·mol－1

则a＝________。

Answer 1

解析：(1)黄铜矿2，在反应中 ―→、 ―→，被氧化的是硫和铁元素；检验Fe3＋用KSCN溶液。

(2)本题仿照高考题改造，要利用题目数据，体现加入试剂后溶液的酸性减弱、碱性增强，使溶液中c(Fe3＋)·c3(OH－)>Ksp[Fe(OH)3]，导致Fe3＋生成沉淀而除去。

(3)对电解原理不能理解，误写成2H2O－4e－＋O2===4OH－或者Cu2＋＋2e－===Cu。

(4)对反应进行叠加计算：总反应＝③－①×2－②，根据盖斯定律代入各反应的反应热即可算出总反应的反应热。

答案：(1)Fe、S或铁、硫　取少量待测液，滴加KSCN溶液，若溶液变红，则证明含有Fe3＋

(2)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

(3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　左侧

(4)－193.3 kJ·mol－1