5.我国产铜主要取自黄铜矿(CuFeS2),随着矿石品味的降低和环保要求的提高,湿法炼铜的优势日益突出.该工艺的核心是黄铜矿的浸出,目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三种方法.
I.氧化浸出
(1)在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化,测得有SO42-生成.
①该反应的离子方程式为2CuFeS2+17H2O2+2 H+═2Cu2++2Fe3++4SO42-+18H2O.
②该反应在25-50℃下进行,实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值,试分析其原因为H2O2受热分解,产物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解等.
Ⅱ.配位浸出
反应原理:CuFeS2+NH3•H2O+O2+OH-→Cu(NH342++Fe2O3+SO42-+H2O(未配平)
(2)为提高黄铜矿的浸出率,可采取的措施提高氨水的浓度、提高氧压(其他合理答案也可给分)(.
(3)为稳定浸出液的pH,生产中需要向氨水中添加NH4C1,构成NH3•H2O-NH4Cl缓冲溶液.某小组在实验室对该缓冲体系进行了研究:25℃时,向a mol•L-1的氨水中缓慢加入等体积0.02mol•L-1的NH4C1溶液,平衡时溶液呈中性.则NH3•H2O的电离常数Kb=$\frac{2×1{0}^{-9}}{a}$(用含a的代数式表示);滴加NH4C1溶液的过程中水的电离平衡正向(填“正向”、“逆向”或“不”)移动.
Ⅲ.生物浸出在反应釜中加入黄铜矿、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿逐渐溶解,反应釜中各物质的转化关系如图所示.

(4)在微生物的作用下,可以循环使用的物质有Fe2(SO43、H2SO4(或Fe3+、H+)(填化学式),微生物参与的离子反应方程式为4Fe2++O2+4H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Fe3++2H2O或S8+12O2+8H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$8SO42-+16H+任写一个(任写一个).
(5)假如黄铜矿中的铁元素最终全部转化为Fe3+,当有2mol SO42-生成时,理论上消耗O2的物质的量为4.25mol.
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