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9.由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流 程示意图如下:

(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到l000℃左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物.
①该过程中两个主要反应的化学方程式分别是2CuFeS2+O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu2S+2FeS+SO2、FeS+3O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2FeO+2SO2
②反射炉内生成炉渣的主要成分是FeSiO3
(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%~50%.转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼.冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O.生成的Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的粗铜.
该过程发生反应的化学方程式分别是2Cu2S+3O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu2O+2SO2、2Cu2O+Cu2S$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6Cu+SO2↑.
(3)粗铜的电解精炼如图所示.

①在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极c(填图中的字母);
②在电极d上发生的电极反应式为Cu2++2e-=Cu;
③若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为Au、Ag以单质形式沉积在阳极下方,Fe以Fe2+形式进入电解液中.

分析 (1)黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物:产物为Cu2S、FeS;部分Fe的硫化物转变为Fe的低价氧化物:产物为FeO;反射炉内生成炉渣的主要成分是FeSiO3
(2)Cu2S被氧化为Cu2O:2Cu2S+3O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu2O+2SO2;Cu2O与Cu2S反应:2Cu2O+Cu2S  $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6Cu+2SO2↑;
(3)粗铜应该放在阳极,c是阳极;d是阴极,发生还原反应 Cu2++2e-=Cu;粗铜中的Au、Ag、,它们在电解槽中的下方,以单质形式沉积在c(阳极)下方;Fe以Fe2+的形式进入电解液中.

解答 解:(1)①黄铜矿与空气反应生成Cu2S、FeS,根据化合价升降相等配平,反应方程式为:2CuFeS2+O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu2S+2FeS+SO2;FeS和氧气反应生成FeO,根据化合价升降相等,配平方程式为:FeS+3O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2FeO+2SO2,故答案是:2CuFeS2+O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu2S+2FeS+SO2;FeS+3O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2FeO+2SO2
②生成炉渣的主要成分为:FeSiO3,故答案为:FeSiO3
(2)Cu2S被氧化为Cu2O的反应方程式为:2Cu2S+3O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu2O+2SO2;Cu2O与Cu2S发生反应的方程式为:2Cu2O+Cu2S $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6Cu+SO2↑,
故答案是:2Cu2S+3O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu2O+2SO2;2Cu2O+Cu2S $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6Cu+SO2↑;
(3)①c连电源正极,d连电源的负极;故c为阳极,d为阴极,故答案为:c;
②粗铜板应放在阳极,即c;d阴极发生还原反应,方程式为:Cu2++2e-=Cu,故答案为:Cu2++2e-=Cu;
③Au、Ag比较稳定,不反应,以单质形式沉积在c(阳极)下方,Fe失去电子变成Fe2+的形式进入电解液中,
故答案是:Au、Ag以单质形式沉积在阳极下方,Fe以Fe2+形式进入电解液中.

点评 本题考查综合考查铜及其化合物的性质、电解精炼铜的工作原理,为高频考点,侧重考查了学生阅读信息、处理信息的能力,难度稍大.

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