题目

题型：山东省模拟题难度：来源：

据报道，有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下的酸性溶液中，能将黄铜矿(CuFeS₂)氧化成硫酸盐，发生的反应为：4CuFeS₂+2H₂SO₄+17O₂=4CuSO₄+2Fe₂(SO₄)₃+2H₂O
(1)CuFeS₂中Fe的化合价为+2，上述反应中被氧化的元素是________。
(2)工业生产中利用上述反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO₄·5H₂O)
①分析下列表格（其中Ksp是相应金属氢氧化物的沉淀溶解平衡常数）
运用沉淀溶解平衡的有关理论解释加入CuO能除去CuSO₄溶液中Fe³⁺的原因__________________；
②步骤三中的具体操作方法是____________________。
(3)有人提出可以利用如图的装置从溶液B中提炼金属铜。该过程中右边电极的反应式是____________，总反应方程式是____________________。
(4)工业上冶炼铜的方法之一为：Cu₂S(s)+2Cu₂O(s)= 6Cu(s)+SO₂(g) △H
已知：
①2Cu(s)+1/2O₂(g)=Cu₂O(s) △H=-12 kJ/mol
②2Cu(s)+S(s)=Cu₂S(s) △H=-79.5 kJ/mol
③S(s)+O₂(g)=SO₂(g) △H=-296.8 kJ/mol
则该法冶炼铜的反应中△H=________。

答案

(1)Fe、S或铁、硫
(2)①3.2≤pH<4.7；加入CuO与H⁺反应使c(H⁺) 减小，c(OH^-)增大，使溶液中c(Fe³⁺)·C³(OH^-)>
Ksp[Fe(OH)₃]，导致Fe³⁺生成沉淀而除去；②蒸发浓缩，冷却结晶
(3)4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；2CuSO₄+2H₂O2Cu+2H₂SO₄+O₂↑
(4)-193.3 kJ/mol