Question

16．黃鐵礦（主要成分FeS₂）、黃銅礦（主要成分CuFeS₂）均是自然界中的常見礦物資源．

（1）黃鐵礦在空氣中易被氧化，其反應(yīng)歷程可能為如圖1所示的四步：
①a反應(yīng)中每生成1molFeSO₄轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為7mol．
②d反應(yīng)的離子方程式為FeS₂+14Fe³⁺+8H₂O=15Fe²⁺+2SO₄^2-+16H⁺．
（2）用黃銅礦常溫細(xì)菌冶銅和高溫火法冶銅的流程如圖2所示：
①細(xì)菌冶銅時(shí)，當(dāng)黃銅礦中伴有黃鐵礦可明顯提高Cu²⁺的浸出速率，
其原理如圖3所示：
Ⅰ．冶煉過程中，F(xiàn)eS₂周邊溶液的pH增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．
Ⅱ．從CuFeS₂析出S的反應(yīng)式是CuFeS₂-4e^-=Cu²⁺+Fe²⁺+2S．
②火法冶銅時(shí)，由Cu₂S制得銅的化學(xué)方程式是Cu₂S+O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+SO₂．
（3）煤炭中的硫主要以黃鐵礦形式存在，用氫氣脫除黃鐵礦中硫的相關(guān)反應(yīng)（見表），其相關(guān)反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如圖4．

相關(guān)反應(yīng)	反應(yīng)熱	平衡常數(shù)
FeS2（s）+H2（g）?FeS（s）+H2S（g）	△H1	K1
$\frac{1}{2}$FeS2（s）+H2（g）?$\frac{1}{2}$Fe（s）+H2S（g）	△H2	K2
FeS（s）+H2（g）?Fe（s）+H2S（g）	△H3	K3

①上述反應(yīng)中，△H₁＞0（填“＞”或“＜”）．
②提高硫的脫除率可采取的措施有升高溫度（舉1例）．

Answer 1

分析 （1）a反應(yīng)原理是硫化亞鐵中的硫離子被氧化生成硫酸根，化合價(jià)變化為：+6-（-1）=7；d反應(yīng)原理是硫化亞鐵與鐵離子反應(yīng)，鐵離子被還原生成亞鐵離子，硫離子被氧化為硫酸根離子；
（2）①Ⅰ．用細(xì)菌冶銅時(shí)，正極為氧氣放電，氧氣得到電子，結(jié)合溶液中的氫離子生成水；
Ⅱ．負(fù)極黃鐵礦中的硫失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫單質(zhì)；
②火法冶銅時(shí)，Cu₂S與氧氣反應(yīng)生成銅和二氧化硫；
（3）①由圖可知，溫度越高，K值越大，說明此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
②由圖可知：溫度升高，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，硫的脫除率越高．

解答 解：（1）①a反應(yīng)原理是硫化亞鐵中的硫離子被氧化生成硫酸根，化合價(jià)變化為：+6-（-1）=7，即每有1molFeSO₄生成轉(zhuǎn)移移電子的物質(zhì)的量為7mol，故答案為：7；
②d反應(yīng)原理是硫化亞鐵與鐵離子反應(yīng)，鐵離子被還原生成亞鐵離子，硫離子被氧化為硫酸根，離子反應(yīng)方程式為：FeS₂+14Fe³⁺+8H₂O=15Fe²⁺+2SO₄^2-+16H⁺，
故答案為：FeS₂+14Fe³⁺+8H₂O=15Fe²⁺+2SO₄^2-+16H⁺；
（2）①Ⅰ．FeS₂周邊即正極為氧氣放電，氧氣得到電子，結(jié)合溶液中的H⁺離子生成水，故溶液中氫離子濃度減小，pH值增大，故答案為：增大；
Ⅱ．負(fù)極黃鐵礦中的硫失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫單質(zhì)，電極反應(yīng)方程式為：CuFeS₂-4e^-=Cu²⁺+Fe²⁺+2S，故答案為：CuFeS₂-4e^-=Cu²⁺+Fe²⁺+2S；
②火法冶銅時(shí)，Cu₂S與氧氣反應(yīng)生成銅和二氧化硫，方程式為：Cu₂S+O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+SO₂；故答案為：Cu₂S+O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+SO₂；
（3）①由圖可知，溫度越高，K值越大，說明此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故△H＞0，故答案為：＞；
②由圖可知：此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故升高溫度，可以使反應(yīng)向正向移動(dòng)，即硫的脫除率越高，故答案為：升高溫度．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)方程式書寫、反應(yīng)熱判斷等，側(cè)重考查學(xué)生分析推理能力，難度中等．