Question

【題目】銅是有色金屬，被廣泛地應用于電氣、輕工、機械制造、建筑工業、國防工業等領域，銅的冶煉和加工對于現代社會有著重要的意義。

（1）工業上可用黃銅礦冶煉粗銅，簡要流程如下：

在轉爐中，經過兩步反應生成粗銅，其的熱化學方程式分別為：

則總反應的熱化學方程式為：_______________________________________；

（2）粗銅可用電解法精煉，電解過程中，粗銅應做____極；精銅一側電極反應式為__________；

（3）電解精煉時粗銅中Fe、Zn等雜質元素會進入電解質溶液，一段時間后需要對電解液除雜凈化，其中除去鐵元素的一種操作如下：

下表為部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH：

①試劑a是_______________，其作用是_________________________________________；

②溶液A加入CuO調節pH的目的是________________________________________(用必要的離子方程式和適當的文字說明)。

③操作①名稱是________________。

（4）電解槽陽極泥中含有Ag、Au等貴金屬，分離提純Au的工藝流程如下：

①濾液中Au元素的存在形式為[AuC14]-，寫出浸取步驟反應的離子方程式________________。

②加入草酸后，濾液中發生氧化還原反應，生成Au單質，該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為____________。

Answer 1

【答案】 Cu2S(s) + O2(g) = 2Cu(s) + SO2(g) ΔH=-217.4kJmol-1 陽極 Cu2+ + 2e- = Cu H2O2（或O2、O3等） 將Fe2+氧化為Fe3+，有利于后續反應除雜 Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+，CuO + 2H+ = H2O + Cu2+ ，CuO反應氫離子使Fe3+的水解平衡向右移動，生成Fe(OH)3沉淀 過濾 2Au + ClO3- + 7Cl- + 6H+ =2[AuCl4]- + 3H2O 2:3

【解析】（1）據蓋斯定律，將所給兩式相加得：3Cu2S（s）+3O2（g）=6Cu（s）+3SO2（g）△H=（-768.2kJmol-1+116.0kJmol-1）=-652.2kJ/mol，再除以3得：Cu2S（s）+O2（g）=2Cu（s）+SO2（g）△H=-217.4kJ/mol；答案為：Cu2S(s) + O2(g) = 2Cu(s) + SO2(g) ΔH=-217.4kJmol-1

（2）粗銅主要發生反應為：Cu-2e-═Cu2+，發生氧化反應，陽極發生氧化反應，故粗銅做陽極；精銅做陰極發生還原反應，電極反應式為：Cu2+ + 2e- = Cu ；答案為：陽極 Cu2+ + 2e- = Cu

（3）①根據表中數據發現當三價鐵離子形成沉淀時，銅離子不沉淀，可以將亞鐵離子氧化為三價鐵，再調節PH來除去亞鐵離子，所以可以選擇氧化劑雙氧水或O2 、O3等,； ②加入CuO發生反應：CuO + 2H+ = H2O + Cu2+消耗Fe3+ + 3H2O≒Fe(OH)3 + 3H+產生的H+，使Fe3+的水解平衡向右移動，生成Fe(OH)3沉淀③可用過濾的方法除去沉淀，所以操作①是過濾。答案為：①H2O2（或O2 、O3等）、將Fe2+氧化為Fe3+，有利于后續反應除雜② Fe3+ + 3H2O≒Fe(OH)3 + 3H+，CuO + 2H+ = H2O + Cu2+ ，CuO反應氫離子使Fe3+的水解平衡向右移動，生成Fe(OH)3沉淀 ③過濾

（4）①單質Au在酸性環境下與NaClO3、NaCl反應生成,反應的離子方程式： 2Au + ClO3- + 7Cl- + 6H+ =2[AuCl4]- + 3H2O ② 加入草酸后[AuCl4]- 得到Au單質作氧化劑，草酸中的碳被氧化為CO2作還原劑，根據得失電子數相等可得氧化劑與還原劑的物質的量之比為：2:3.答案為：① 2Au + ClO3- + 7Cl- + 6H+ =2[AuCl4]- + 3H2O ②2:3