Question

【題目】銅是一種重要的戰(zhàn)略物資，以黃銅礦（主要成分是CuFeS2）為主要原料生產(chǎn)銅、鐵紅、單質(zhì)硫時(shí)，原料的綜合利用率較高，其主要流程如圖所示（己知Na[CuCl2]的電離方程式為：Na[CuCl2]=Na++[CuCl2]-）:

（1）流程中粉碎的目的是_____________,操作①、②、③、④的目的相同,在實(shí)驗(yàn)中這種操作的名稱(chēng)是____________。

（2）鐵紅的重要用途：__________________，固體B中含有兩種產(chǎn)物，一種是單質(zhì)C、另一種是原子個(gè)數(shù)比為1：l 的一種金屬的低價(jià)態(tài)鹽，寫(xiě)出堆浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式：________。

（3）反應(yīng)V的離子方程式：___________________。

（4）此方法中得到的銅純度不能滿(mǎn)足某些生產(chǎn)的需要，需要利用電解法進(jìn)行提純。若用如圖所示的裝置進(jìn)行電解精煉，則乙中溶液的溶質(zhì)是_________，e電極上的電極反應(yīng)式為_____。

若當(dāng)電路中有2mol電子通過(guò)時(shí)，乙中某個(gè)電極質(zhì)量減輕了63.92g，則粗銅的純度為（假設(shè)雜質(zhì)只有鐵且精煉時(shí)銅與鐵的放電比例與混合物比例相同，計(jì)算時(shí)用％表示保留一位小數(shù)）____________（已知相對(duì)原子質(zhì)量：Fe 56 Cu 64 ）。

Answer 1

【答案】增大反應(yīng)物間的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分過(guò)濾紅色油漆和涂料CuFeS2+3FeCl3=4FeCl2+CuCl↓+2S↓2[CuCl2]ˉ=Cu+Cu2++4ClˉCuSO4Cu2++2eˉ=Cu99.1%

【解析】氯化鐵具有氧化性，能氧化黃銅礦，根據(jù)(2)中提示，固體B中含有兩種產(chǎn)物，一種是單質(zhì)C、另一種是原子個(gè)數(shù)比為1：l 的一種金屬的低價(jià)態(tài)鹽，可知反應(yīng)①為CuFeS2+3Fe3++Cl-=4Fe2++CuCl↓+2S↓，然后過(guò)濾得到固體CuCl和S和濾液，向?yàn)V液中加入碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為Fe2++CO32-=FeCO3↓，過(guò)濾得到FeCO3，在空氣中灼燒FeCO3得到氧化鐵，反應(yīng)Ⅲ為4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2；向CuCl、S的混合物中加入NaCl溶液，發(fā)生反應(yīng)Ⅳ為Cl-+CuCl=[CuCl2]-，過(guò)濾得到Na[CuCl2]，再加入水發(fā)生反應(yīng)V生成Cu和溶液D，Cu+在反應(yīng)V中發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，歧化為Cu2+和Cu，則D為CuCl2、NaCl。

(1)將礦石粉碎，可以增大與氯化鐵溶液的接觸面積，從而加快反應(yīng)速率；根據(jù)流程圖，操作①、②、③、④都是過(guò)濾，故答案為：增大反應(yīng)物間的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分；過(guò)濾；

(2)鐵紅常用作紅色油漆和涂料；固體B中含有CuCl和S，堆浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuFeS2+3FeCl3=4FeCl2+CuCl↓+2S↓，故答案為：CuFeS2+3FeCl3=4FeCl2+CuCl↓+2S↓；

(3)反應(yīng)V的離子方程式為2[CuCl2]ˉ=Cu+Cu2++4Clˉ，故答案為：2[CuCl2]ˉ=Cu+Cu2++4Clˉ；

(4)電解精煉銅，用粗銅作陽(yáng)極，精銅作陰極，硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液；根據(jù)圖示，通入氫氣的為負(fù)極，則 e電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu2++2eˉ=Cu；設(shè)粗銅中反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量為x，鐵為y，陽(yáng)極反應(yīng)為Cu-2eˉ=Cu2+、Fe-2eˉ= Fe 2+，則2x+2y=2mol，64x+56y=63.92g，解得x=0.99mol，y=0.01mol，粗銅的純度為×100%=99.1%，故答案為：CuSO4 ；Cu2++2eˉ=Cu；99.1%。