Question

【化学与技术】

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1000℃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的硫化物转化为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式是             、            ，反射炉内生成炉渣的主要成分是              ；

（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被氧化成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是         、           ；

（3）粗铜的电解精炼如图所示。

 

在粗铜的电解过程中，粗铜板是图中电极             （填图中的字母）；在电极d上发生的电极反应为      ；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                 。

 

Answer 1

（1）2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2    2FeS+3O22FeO+2SO2，FeSiO3；

（2）2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2   Cu2S + 2Cu2O6Cu + SO2↑

（3）c； Cu2++2e-=Cu； Au、Ag以单质的形式沉积在c（阳极）下方，Fe以Fe2+的形式进入电解质溶液中。

【解析】（1）Cu和Fe的低价硫化物为Cu2S和2FeS，因此有2CuFeS2 +O2Cu2S +2FeS+SO2   2FeS+3O2 2FeO+2SO2，反射炉内生成炉渣的主要成分是 FeSiO3，因为是炼铜的一个反应，所以为应该含有铜的硅酸盐。

（2）依题中提供的信息有：2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2、  Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2↑

（3）电解精炼铜时，阳极挂的是粗铜，阴极挂的是纯铜，电解质溶液是含有铜的盐，连接电池负极的是电解池的阴极，连接电池正极的是电解池的阳极。所以粗铜板是图中电极c；在电极d上发生的电极反应式为Cu2+ + 2e-= Cu；Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，形成所谓的“阳极泥”，Fe以Fe2+的形式进入电解质溶液中。