Question

【題目】以黃銅礦（主要成分二硫化亞鐵銅CuFeS2）為原料，用Fe2（SO4）3溶液作浸取劑提取銅，總反應的離子方程式是CuFeS2+4Fe3+Cu2++5Fe2++2S．
（1）該反應中，Fe3+體現性．
（2）上述總反應的原理如圖1所示．負極的電極反應式是 ．
（3）一定溫度下，控制浸取劑pH=1，取三份相同質量黃銅礦粉末分別進行如下實驗：

實驗	操作	2小時后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，通入空氣	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對比實驗 I、II，通入空氣，Cu2+浸出率提高的原因是 ．
②由實驗 III推測，在浸取Cu2+過程中Ag+作催化劑，催化原理是：
�。瓹uFeS2+4Ag+═Fe2++Cu2++2Ag2S
ⅱ．Ag2S+2Fe3+═2Ag++2Fe2++S
為證明該催化原理，進行如下實驗：
a．取少量黃銅礦粉末，加入少量0.0005molL﹣1 Ag2SO4溶液，充分混合后靜置．取上層清液，加入稀鹽酸，觀察到溶液中 ， 證明發生反應 i．
b．取少量Ag2S粉末，加入溶液，充分混合后靜置．取上層清液，加入稀鹽酸，有白色沉淀，證明發生反應 ii．
（4）用實驗 II的浸取液電解提取銅的原理如圖2所示：
①電解初期，陰極沒有銅析出．用電極反應式解釋原因是 ．
②將陰極室的流出液送入陽極室，可使浸取劑再生，再生的原理是 ．

Answer 1

【答案】
（1）氧化
（2）CuFeS2﹣4e﹣═Fe2++2S+Cu2+
（3）通入O2后,發生反應4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,c（Fe2+）降低,c（Fe3+）升高,總反應的平衡正向移動；無明顯現象； pH=1的0.10mol?L﹣1Fe2（SO4）3溶液
（4）Fe3++e﹣═Fe2+； Fe2+在陽極失電子生成Fe3+：Fe2+﹣e﹣═Fe3+,SO42﹣通過陰離子交換膜進入陽極室,Fe2（SO4）3溶液再生
【解析】解：（1）CuFeS2+4Fe3+Cu2++5Fe2++2S，反應中鐵元素化合價+3價變化為+2價，做氧化劑被還原發生還原反應，

所以答案是：氧化；（2）CuFeS2+4Fe3+Cu2++5Fe2++2S，負極是CuFeS2失電子發生氧化反應，電極反應為：CuFeS2﹣4e﹣═Fe2++2S+Cu2+，

所以答案是：CuFeS2﹣4e﹣═Fe2++2S+Cu2+；（3）①一定溫度下，控制浸取劑pH=1，取三份相同質量黃銅礦粉末，加入足量0.10molL﹣1 Fe2（SO4）3溶液，發生反應生成亞鐵離子、銅離子和單質硫，其中亞鐵離子被氧氣氧化為鐵離子，通入O2后，發生反應4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，c（Fe2+）降低，c（Fe3+）升高，總反應的平衡正向移動，

所以答案是：通入O2后，發生反應4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，c（Fe2+）降低，c（Fe3+）升高，總反應的平衡正向移動；

②a．無明顯現象；

b．pH=1的0.10 molL﹣1Fe2（SO4）3溶液；（4）①電解初期，陰極沒有銅析出．浸取液中含過量的鐵離子，鐵離子氧化性大于銅優先放電，電極反應Fe3++e﹣═Fe2+，

所以答案是：Fe3++e﹣═Fe2+；

②將陰極室的流出液送入陽極室，可使浸取劑再生，再生的原理是Fe2+在陽極失電子生成Fe3+：Fe2+﹣e﹣═Fe3+，SO42﹣通過陰離子交換膜進入陽極室，Fe2（SO4）3溶液再生，

所以答案是：Fe2+在陽極失電子生成Fe3+：Fe2+﹣e﹣═Fe3+，SO42﹣通過陰離子交換膜進入陽極室，Fe2（SO4）3溶液再生；