Question

9．由黃銅礦（主要成分是CuFeS₂）煉制精銅的工藝流 程示意圖如下：

（1）在反射爐中，把銅精礦砂和石英砂混合加熱到l000℃左右，黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu和Fe的低價硫化物，且部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r氧化物．
①該過程中兩個主要反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是2CuFeS₂+O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu₂S+2FeS+SO₂、FeS+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2FeO+2SO₂；
②反射爐內(nèi)生成爐渣的主要成分是FeSiO₃．
（2）冰銅（Cu₂S和FeS互相熔合而成）含Cu量為20%～50%．轉(zhuǎn)爐中，將冰銅加熔劑（石英砂）在1200℃左右吹入空氣進(jìn)行吹煉．冰銅中的Cu₂S被氧化為Cu₂O．生成的Cu₂O與Cu₂S反應(yīng)，生成含Cu量約為98.5%的粗銅．
該過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是2Cu₂S+3O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu₂O+2SO₂、2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑．
（3）粗銅的電解精煉如圖所示．

①在粗銅的電解過程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極c（填圖中的字母）；
②在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu；
③若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們在電解槽中的存在形式和位置為Au、Ag以單質(zhì)形式沉積在陽極下方，F(xiàn)e以Fe²⁺形式進(jìn)入電解液中．

Answer 1

分析 （1）黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu和Fe的低價硫化物：產(chǎn)物為Cu₂S、FeS；部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)镕e的低價氧化物：產(chǎn)物為FeO；反射爐內(nèi)生成爐渣的主要成分是FeSiO₃；
（2）Cu₂S被氧化為Cu₂O：2Cu₂S+3O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu₂O+2SO₂；Cu₂O與Cu₂S反應(yīng)：2Cu₂O+Cu₂S  $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+2SO₂↑；
（3）粗銅應(yīng)該放在陽極，c是陽極；d是陰極，發(fā)生還原反應(yīng) Cu²⁺+2e^-=Cu；粗銅中的Au、Ag、，它們在電解槽中的下方，以單質(zhì)形式沉積在c（陽極）下方；Fe以Fe²⁺的形式進(jìn)入電解液中．

解答 解：（1）①黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu₂S、FeS，根據(jù)化合價升降相等配平，反應(yīng)方程式為：2CuFeS₂+O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu₂S+2FeS+SO₂；FeS和氧氣反應(yīng)生成FeO，根據(jù)化合價升降相等，配平方程式為：FeS+3O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2FeO+2SO₂，故答案是：2CuFeS₂+O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu₂S+2FeS+SO₂；FeS+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2FeO+2SO₂；
②生成爐渣的主要成分為：FeSiO₃，故答案為：FeSiO₃；
（2）Cu₂S被氧化為Cu₂O的反應(yīng)方程式為：2Cu₂S+3O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu₂O+2SO₂；Cu₂O與Cu₂S發(fā)生反應(yīng)的方程式為：2Cu₂O+Cu₂S $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑，
故答案是：2Cu₂S+3O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu₂O+2SO₂；2Cu₂O+Cu₂S $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑；
（3）①c連電源正極，d連電源的負(fù)極；故c為陽極，d為陰極，故答案為：c；
②粗銅板應(yīng)放在陽極，即c；d陰極發(fā)生還原反應(yīng)，方程式為：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
③Au、Ag比較穩(wěn)定，不反應(yīng)，以單質(zhì)形式沉積在c（陽極）下方，F(xiàn)e失去電子變成Fe²⁺的形式進(jìn)入電解液中，
故答案是：Au、Ag以單質(zhì)形式沉積在陽極下方，F(xiàn)e以Fe²⁺形式進(jìn)入電解液中．

點評 本題考查綜合考查銅及其化合物的性質(zhì)、電解精煉銅的工作原理，為高頻考點，側(cè)重考查了學(xué)生閱讀信息、處理信息的能力，難度稍大．