Question

以黄铜矿精矿为原料，制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示：

Ⅰ. 将黄铜矿精矿（主要成分为CuFeS2，含有少量CaO、MgO、Al2O3）粉碎

Ⅱ. 采用如下装置进行电化学浸出实验

将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区，恒速搅拌，使矿粉溶解。在阴极区通入氧气，并加入少量催化剂。

Ⅲ. 一段时间后，抽取阴极区溶液，向其中加入有机萃取剂（RH）发生反应：

2RH（有机相）+Cu2+（水相）R2Cu（有机相）+2H＋（水相）

分离出有机相，向其中加入一定浓度的硫酸，使Cu2+得以再生。

Ⅳ. 电解硫酸铜溶液制得金属铜。

（1）黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应：

CuFeS2+4H＋=Cu2++Fe2++2H2S

2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H＋

①阳极区硫酸铁的主要作用是 。

②电解过程中，阳极区Fe3+的浓度基本保持不变，原因是 。

（2）阴极区，电极上开始时有大量气泡产生，后有固体析出，一段时间后固体溶解。写出上述现象对应的反应式 。

（3）若在实验室进行步骤Ⅲ，分离有机相和水相的主要实验仪器是 ；加入有机萃取剂的目的是 。

（4）步骤Ⅲ，向有机相中加入一定浓度的硫酸，Cu2+得以再生的原理是 。

（5）步骤Ⅳ，若电解200mL0.5 mol/L的CuSO4溶液，生成铜3.2 g，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。（忽略电解前后溶液体积的变化）

Answer 1