Question

【题目】以黄铜矿（主要成分二硫化亚铁铜CuFeS2）为原料，用Fe2（SO4）3溶液作浸取剂提取铜，总反应的离子方程式是CuFeS2+4Fe3+Cu2++5Fe2++2S．
（1）该反应中，Fe3+体现性．
（2）上述总反应的原理如图1所示．负极的电极反应式是 ．
（3）一定温度下，控制浸取剂pH=1，取三份相同质量黄铜矿粉末分别进行如下实验：

实验	操作	2小时后Cu2+浸出率/%
I	加入足量0.10molL﹣1 Fe2（SO4）3溶液	78.2
II	加入足量0.10molL﹣1 Fe2（SO4）3溶液，通入空气	90.8
III	加入足量0.10molL﹣1 Fe2（SO4）3溶液，再加入少量0.0005molL﹣1 Ag2SO4溶液	98.0

①对比实验 I、II，通入空气，Cu2+浸出率提高的原因是 ．
②由实验 III推测，在浸取Cu2+过程中Ag+作催化剂，催化原理是：
ⅰ．CuFeS2+4Ag+═Fe2++Cu2++2Ag2S
ⅱ．Ag2S+2Fe3+═2Ag++2Fe2++S
为证明该催化原理，进行如下实验：
a．取少量黄铜矿粉末，加入少量0.0005molL﹣1 Ag2SO4溶液，充分混合后静置．取上层清液，加入稀盐酸，观察到溶液中 ， 证明发生反应 i．
b．取少量Ag2S粉末，加入溶液，充分混合后静置．取上层清液，加入稀盐酸，有白色沉淀，证明发生反应 ii．
（4）用实验 II的浸取液电解提取铜的原理如图2所示：
①电解初期，阴极没有铜析出．用电极反应式解释原因是 ．
②将阴极室的流出液送入阳极室，可使浸取剂再生，再生的原理是 ．

Answer 1

【答案】
（1）氧化
（2）CuFeS2﹣4e﹣═Fe2++2S+Cu2+
（3）通入O2后,发生反应4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,c（Fe2+）降低,c（Fe3+）升高,总反应的平衡正向移动；无明显现象； pH=1的0.10mol?L﹣1Fe2（SO4）3溶液
（4）Fe3++e﹣═Fe2+； Fe2+在阳极失电子生成Fe3+：Fe2+﹣e﹣═Fe3+,SO42﹣通过阴离子交换膜进入阳极室,Fe2（SO4）3溶液再生
【解析】解：（1）CuFeS2+4Fe3+Cu2++5Fe2++2S，反应中铁元素化合价+3价变化为+2价，做氧化剂被还原发生还原反应，

所以答案是：氧化；（2）CuFeS2+4Fe3+Cu2++5Fe2++2S，负极是CuFeS2失电子发生氧化反应，电极反应为：CuFeS2﹣4e﹣═Fe2++2S+Cu2+，

所以答案是：CuFeS2﹣4e﹣═Fe2++2S+Cu2+；（3）①一定温度下，控制浸取剂pH=1，取三份相同质量黄铜矿粉末，加入足量0.10molL﹣1 Fe2（SO4）3溶液，发生反应生成亚铁离子、铜离子和单质硫，其中亚铁离子被氧气氧化为铁离子，通入O2后，发生反应4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，c（Fe2+）降低，c（Fe3+）升高，总反应的平衡正向移动，

所以答案是：通入O2后，发生反应4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，c（Fe2+）降低，c（Fe3+）升高，总反应的平衡正向移动；

②a．无明显现象；

b．pH=1的0.10 molL﹣1Fe2（SO4）3溶液；（4）①电解初期，阴极没有铜析出．浸取液中含过量的铁离子，铁离子氧化性大于铜优先放电，电极反应Fe3++e﹣═Fe2+，

所以答案是：Fe3++e﹣═Fe2+；

②将阴极室的流出液送入阳极室，可使浸取剂再生，再生的原理是Fe2+在阳极失电子生成Fe3+：Fe2+﹣e﹣═Fe3+，SO42﹣通过阴离子交换膜进入阳极室，Fe2（SO4）3溶液再生，

所以答案是：Fe2+在阳极失电子生成Fe3+：Fe2+﹣e﹣═Fe3+，SO42﹣通过阴离子交换膜进入阳极室，Fe2（SO4）3溶液再生；