Question

【題目】我國產銅主要取自黃銅礦（CuFeS2），隨著礦石品位的降低和環保要求的提高，濕法煉銅的優勢日益突出。該工藝的核心是黃銅礦的浸出，目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三種方法。

Ⅰ．氧化浸出

（1）在硫酸介質中用雙氧水將黃銅礦氧化，測得有生成。

①該反應的離子方程式為____________________________________________。

②該反應在25～50℃下進行，實際生產中雙氧水的消耗量要遠遠高于理論值，試分析其原因：_____________________________________________________。

Ⅱ．配位浸出

反應原理為：（未配平）

（2）為提高黃銅礦的浸出率，可采取的措施有____________________（至少寫出兩點）。

（3）為穩定浸出液的pH，生產中需要向氨水中添加NH4Cl，構成NH3·H2O-NH4Cl緩沖溶液。某小組在實驗室對該緩沖體系進行了研究：25℃時，向a mol·L-1的氨水中緩慢加入等體積0.02mol·L-1的NH4Cl溶液，平衡時溶液呈中性。則NH3·H2O的電離常數Kb=________（用含a的代數式表示）；滴加NH4Cl溶液的過程中水的電離平衡________（填“正向”“逆向”或“不”）移動。

Ⅲ．生物浸出

在反應釜中加入黃銅礦、硫酸鐵、硫酸和微生物，并鼓入空氣，黃銅礦逐漸溶解，反應釜中各物質的轉化關系如圖所示。

（4）在微生物的作用下，可以循環使用的物質有________（填化學式），微生物參與反應的離子方程式為______________________（任寫一個）。

（5）假如黃銅礦中的鐵元素最終全部轉化為Fe3+，當有2mol 生成時，理論上消耗O2的物質的量為________。

Answer 1

【答案】 H2O2受熱分解；產物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解等 提高氨水的濃度、提高氧壓 正向 Fe2(SO4)3，H2SO4 或（任寫一個） 4.25mol

【解析】

（1）①CuFeS2中銅元素為+2價且為最高價態，鐵元素為+2價，在酸性條件下能被雙氧水氧化為Fe3+，S為-2價，可被氧化為SO42-，故反應的離子方程式為：2CuFeS2+17H2O2+2H+=2Cu2++2Fe3++4SO42-+18H2O；

②過氧化氫受熱分解，且生成的Cu2+、Fe3+可催化過氧化氫分解；

（2）由反應原理可知，為提高浸出率，可將黃銅礦粉碎、增大氨水濃度、增大氧壓等；

（3）混合溶液中c(NH4+)=0.02/2=0.01mol/L，c(OH-)=10-7mol/L，；滴加氯化銨溶液促進水的電離，水的電離平衡正向移動；

（4）由關系圖可知，可以循環使用的物質為Fe2(SO4)3、H2SO4；由二價鐵轉化為三價鐵有微生物參與，離子方程式為；S8與O2和H2O反應也有微生物參與，離子方程式為；

（5）由題意知，當生成2mol SO42-時，有1mol Fe2+轉化為Fe3+，Fe2+失去1mol電子，S2失去16mol電子，共失去17mol電子，則消耗氧氣的物質的量為；