Question

20．從含銅豐富的自然資源黃銅礦（CuFeS₂）冶煉銅的工藝流程如下：

已知：CuFeS₂+3CuCl₂=4CuCl+FeCl₂+2S
（1）浸取時(shí)，若改用FeCl₃溶液，也能生成CuCl和S，該反應(yīng)化學(xué)方程式為CuFeS₂+3FeCl₃=CuCl+4FeCl₂+2S．
（2）若過(guò)濾1所得濾液中只含F(xiàn)eCl₂，則將其在空氣中加熱蒸干、灼燒后，所得固體的化學(xué)式為Fe₂O₃．
（3）調(diào)節(jié)溶液的pH后，除生成Cu外，還能產(chǎn)生一種金屬離子，此金屬離子是Cu²⁺．（填離子符號(hào)）
（4）過(guò)濾3所得濾液中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有HCl和CuCl₂，為保持流程持續(xù)循環(huán)，每生成1molCu，理論上需補(bǔ)充CuCl₂的物質(zhì)的量為0.5mol．
（5）冶煉工藝還可以將精選后的黃銅礦砂與空氣在高溫下煅燒，使其轉(zhuǎn)變?yōu)殂~，化學(xué)方程式為：6CuFeS₂+13O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Cu₂S+2Fe₃O₄+9SO₂、Cu₂S+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+SO₂此工藝與前一工藝相比主要缺點(diǎn)有會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體SO₂，（能耗高等）．

Answer 1

分析 CuFeS₂加入CuCl₂浸取發(fā)生CuFeS₂+3CuCl₂=4CuCl+FeCl₂+2S，過(guò)濾后得到濾液含有FeCl₂，固體含有CuCl、S，加入鹽酸除硫，過(guò)濾得到濾液含有[CuCl₂]^-，調(diào)節(jié)溶液pH發(fā)生歧化反應(yīng)生成Cu和Cu²⁺，過(guò)濾可得到Cu，得到濾液含有Cu²⁺，以此解答該題．

解答 解：CuFeS₂加入CuCl₂浸取發(fā)生CuFeS₂+3CuCl₂=4CuCl↓+FeCl₂+2S↓，過(guò)濾后得到濾液含有FeCl₂，固體含有CuCl、S，加入鹽酸除硫，過(guò)濾得到濾液含有[CuCl₂]^-，調(diào)節(jié)溶液pH發(fā)生歧化反應(yīng)生成Cu和Cu²⁺，過(guò)濾可得到Cu，得到濾液含有Cu²⁺，
（1）CuFeS₂和3FeCl₃之間發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，化學(xué)方程式為：CuFeS₂+3FeCl₃=CuCl+4FeCl₂+2S，
故答案為：CuFeS₂+3FeCl₃=CuCl+4FeCl₂+2S；
（2）過(guò)濾1所得濾液中只含F(xiàn)eCl₂，將其在空氣中加熱蒸干、灼燒后，加入發(fā)生中發(fā)生水解上火車氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵被氧化生成氫氧化鐵，氫氧化鐵灼燒分解生成氧化鐵，所得固體為Fe₂O₃，故答案為：Fe₂O₃；
（3）過(guò)濾得到濾液含有[CuCl₂]^-，調(diào)節(jié)溶液pH發(fā)生歧化反應(yīng)生成Cu和Cu²⁺，故答案為：Cu²⁺；
（4）濾3所得濾液中含有HCl和CuCl₂，可以循環(huán)使用，涉及反應(yīng)有CuFeS₂+3CuCl₂=4CuCl+FeCl₂+2S、2CuCl=Cu+CuCl₂，綜合兩個(gè)化學(xué)方程式可得CuFeS₂+CuCl₂=2Cu+FeCl₂+2S，由方程式可得每生成1molCu，理論上需補(bǔ)充CuCl₂的物質(zhì)的量為0.5mol，
故答案為：HCl和CuCl₂；0.5mol；
（5）將精選后的黃銅礦砂與空氣在高溫下煅燒，使其轉(zhuǎn)變?yōu)殂~，反應(yīng)生成二氧化硫氣體，污染空氣，且能耗高，
故答案為：會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體SO₂，（能耗高等）．

點(diǎn)評(píng) 本題以工藝流程題形式考查銅的化合物的性質(zhì)、物質(zhì)的分離提純、化學(xué)用語(yǔ)書(shū)寫(xiě)等，為高頻考點(diǎn)和常見(jiàn)題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�題目有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，難度中等，清楚工藝流程原理是關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)遷移的綜合運(yùn)用．