Question

【题目】铜是一种重要的战略物资，以黄铜矿（主要成分是CuFeS2）为主要原料生产铜、铁红、单质硫时，原料的综合利用率较高，其主要流程如图所示（已知Na[CuCl2]的电离方程式为：Na[CuCl2]=Na++[CuCl2]-）：

（1）操作①、②、③、④的目的相同，在实验中这种操作的名称是____________。铁红的重要用途：_______________（写其中一种）。

（2）流程中粉碎的目的是______________________________________。

（3）固体B中含有两种产物，一种是单质C，另一种是原子个数比为1：1 的一种金属的低价态盐，写出堆浸时反应的化学方程式：______________________________________。

（4）反应V的离子方程式：______________________________________。

（5）此方法中得到的铜纯度不能满足某些生产的需要，需要利用电解法进行提纯。若用如下图所示的装置进行电解精炼， e电极上的电极反应式为____________________________________。

若当电路中有2mol电子通过时，乙中某个电极质量减轻了63.92g，则粗铜的纯度为（假设杂质只有铁且精炼时铜与铁的放电比例与混合物的物质的量之比相同，计算时用％表示保留一位小数）_______________。

Answer 1

【答案】过滤 红色油漆、涂料、炼铁原料等（写其中一个） 增大反应物间的接触面积，加快反应速率，使反应更充分 CuFeS2+3FeCl3=4FeCl2+CuCl↓+2S↓ 2[CuCl2]ˉ=Cu+Cu2++4Clˉ Cu2++2eˉ=Cu 99.1%

【解析】

（1）根据流程图，操作①、②、③、④的目的是分离出固体和溶液，操作名称为过滤；铁红的成分是Fe2O3，其用途为红色油漆、涂料、炼铁原料等；

（2）将黄铜矿矿石粉碎，在堆浸过程中，增大接触面积，有利于反应充分，加快反应速率；

（3）根据信息“以黄铜矿为主要原料生产铜、铁红、单质硫”，结合流程图可知固体C是单质硫，另一种是原子个数比为1：1的一种金属的低价态盐，根据元素可知该低价态盐为CuCl，反应II生成FeCO3，说明溶液A中含有Fe2＋，因此堆浸的化学反应方程式为CuFeS2＋3FeCl3=4FeCl2＋CuCl↓＋2S↓；

（4）[CuCl2]－中Cu显＋1价，反应V中酸化，＋1价Cu发生歧化反应，生成Cu和Cu2＋，即反应V的离子方程式为2[CuCl2]－=Cu＋Cu2＋＋4Cl－；

（5）甲装置为原电池，乙装置为电解池，通燃料的一极为负极，通氧气的一极为正极，即a为正极，b为负极，根据电解原理，e电极为阴极，d为阳极，阴极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，乙中某电极质量减少，即阳极质量减少，其电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋、Cu－2e－=Cu2＋，设铜的物质的量为xmol，铁的物质的量为ymol，即有2x＋2y=2，64x＋56y=63.92，解得x=0.99，y=0.01，因此粗铜的纯度为×100%=99.1%。