Question

據(jù)報道，有一種細菌在氧氣存在下的酸性溶液中，能將黃銅礦(CuFeS2)氧化成硫酸鹽。發(fā)生的反應為：

4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O

(1)CuFeS2中Fe的化合價為＋2，上述反應中被氧化的元素是________，檢驗反應后溶液中含有Fe3＋的方法_______________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)工業(yè)生產(chǎn)中利用上述反應后的溶液，按如下流程可制備膽礬(CuSO4·5H2O)：

已知Fe(OH3)、Cu(OH)2的溶度積Ksp分別為：2.6×10－39、2.2×10－20，請解釋加入CuO能除去CuSO4溶液中Fe3＋的原因________________________________________。

(3)有人提出可以利用如圖的裝置從溶液B中提煉金屬銅。該過程中右側(cè)電極的反應式是__________________________，

若將右側(cè)電極換為鐵，則銅析出在________電極上(“左側(cè)”或“右側(cè)”)。

(4)工業(yè)上冶煉銅的方法之一為：

Cu2S(s)＋2Cu2O(s)===6Cu(s)＋SO2(g)　ΔH＝a

已知：①2Cu(s)＋1/2O2(g)===Cu2O(s)

ΔH＝－12 kJ·mol－1

②2Cu(s)＋S(s)===Cu2S(s)　ΔH＝－79.5 kJ·mol－1

③S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ·mol－1

則a＝________。

Answer 1

解析：(1)黃銅礦2，在反應中 ―→、 ―→，被氧化的是硫和鐵元素；檢驗Fe3＋用KSCN溶液。

(2)本題仿照高考題改造，要利用題目數(shù)據(jù)，體現(xiàn)加入試劑后溶液的酸性減弱、堿性增強，使溶液中c(Fe3＋)·c3(OH－)>Ksp[Fe(OH)3]，導致Fe3＋生成沉淀而除去。

(3)對電解原理不能理解，誤寫成2H2O－4e－＋O2===4OH－或者Cu2＋＋2e－===Cu。

(4)對反應進行疊加計算：總反應＝③－①×2－②，根據(jù)蓋斯定律代入各反應的反應熱即可算出總反應的反應熱。

答案：(1)Fe、S或鐵、硫　取少量待測液，滴加KSCN溶液，若溶液變紅，則證明含有Fe3＋

(2)加入CuO與H＋反應使c(H＋)減小，c(OH－)增大，使溶液中c(Fe3＋)·c3(OH－)>Ksp[Fe(OH)3]，導致Fe3＋生成沉淀而除去

(3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　左側(cè)

(4)－193.3 kJ·mol－1