Question

【題目】工業用黃銅礦（主要成分CuFeS2，含少量鋅、鉛的硫化物）冶煉銅的一種方法如下：

（1）Ⅰ中發生下列反應。ⅰ.CuFeS2 + 3Cu2+ + 4Cl- = 4CuCl+ Fe2+ +2Sⅱ. CuCl + Cl-CuCl2-，I中鹽酸的作用是________。

（2）Ⅱ中通入空氣，將Fe2+轉化FeOOH沉淀。

①Fe2+轉化為FeOOH的離子方程式是__________。

②溶液A中含金屬元素的離子有：Zn2+、Pb2+和________。

（3）Ⅲ中需控制NaOH溶液的用量，其原因是________。

（4）Ⅳ中加入Na2CO3溶液的目的是________。

（5）V中反應的離子方程式是________。

（6）從物質循環利用的角度分析，如何處理NaCl溶液才能更好地服務于該冶煉銅的工藝，并說明理由：__。

Answer 1

【答案】補充Cl-，促進I中反應，提高銅元素浸出率 4Fe2+ + O2 + 6H2O = 4FeOOH↓+ 8H+ Cu2+、CuCl2- 防止Zn2+、Pb2+沉淀，同時避免CuCl2-變成Cu2O沉淀 除去Zn2+和Pb2+ 2CuCl2- + 2OH- = Cu2O↓+4Cl- +H2O 電解氯化鈉溶液產生H2、Cl2和NaOH，NaOH可用于Ⅲ、Ⅴ中作沉淀劑，H2可用于Ⅵ作還原劑，Cl2可用于Ⅷ作氧化劑

【解析】

（1）觀察I中的兩個反應，其中ii是可逆反應，故使用稀鹽酸可以促使平衡正向移動，增大銅元素的浸出率；

（2）①Fe2+被O2氧化FeOOH，則反應物中還含有H2O，依此寫出方程式；

②根據I中的反應及Cu(OH)3Cl，可以推出溶液A中還含有Cu2+、CuCl2-；

（3）在流程中，從溶液A中得到的Cu(OH)3Cl要經過鹽酸的處理得到CuCl2，因此要求Cu(OH)3Cl的純度要高，所以III中控制NaOH的用量是為了防止Zn2+、Pb2+形成沉淀，同時也可避免CuCl2-變成Cu2O沉淀；

（4）通過V、VI可知，溶液C中沒有雜質離子，故Ⅳ中加入Na2CO3溶液是為了除去Zn2+和Pb2+；

（5）溶液C中的主要離子為CuCl2-，根據圖中可知，該離子和NaOH反應生成了Cu2O，據此寫出離子方程式；

（6）觀察流程圖，可以發現電解飽和NaCl溶液所得的產物Cl2、H2、NaOH均有運用，故可以電解氯化鈉溶液。

（1）使用稀鹽酸，可以增加Cl-的濃度，使得反應ii的平衡正向移動，增大銅元素的浸出率；

（2）①Fe2+轉化為FeOOH的離子方程式為4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH↓+8H+；

②黃銅礦和CuCl2、稀鹽酸反應后，再向所得溶液通入O2得到溶液A，可以推出溶液中有CuCl2-，再根據溶液A中加入NaOH溶液得到Cu(OH)3Cl，可以推出溶液A中還含有Cu2+；

（3）III中控制NaOH的用量是為了防止Zn2+、Pb2+形成沉淀，同時也可避免CuCl2-變成Cu2O沉淀，以防止Cu(OH)3Cl中含有雜質；

（4）Ⅳ中加入Na2CO3溶液是為了除去Zn2+和Pb2+；

（5）溶液C中的主要離子為CuCl2-，根據圖中可知，該離子和NaOH反應生成了Cu2O，則反應的離子方程式為：2CuCl2-+2OH-=Cu2O↓+4Cl- +H2O；

（6）如圖所示，電解氯化鈉溶液產生H2、Cl2和NaOH，NaOH可用于Ⅲ、Ⅴ中作沉淀劑，H2可用于Ⅵ作還原劑，Cl2可用于Ⅷ作氧化劑。