Question

【題目】輝銅礦(主要成分Cu2S)作為銅礦中銅含量最高的礦物之一，可用來提煉銅和制備含銅化合物。

Ⅰ.濕法煉銅用Fe2(SO4)3溶液作為浸取劑提取Cu2+：

(1)反應過程中有黃色固體生成，寫出反應的離子方程式______________________。

(2)控制溫度為85℃、浸取劑的pH = 1，取相同質(zhì)量的輝銅礦粉末分別進行如下實驗：

實驗	試劑及操作	3小時后Cu2+浸出率(%)
一	加入10mL 0.25mol·L-1Fe2(SO4)3溶液和5 mL水	81.90
二	加入10 mL0.25mol·L-1Fe2(SO4)3溶液和5mL 0.1mol·L-1H2O2	92.50

回答：H2O2使Cu2+浸出率提高的原因可能是__________。

(3)實驗二在85℃后，隨溫度升高，測得3小時后Cu2+浸出率隨溫度變化的曲線如圖。Cu2+浸出率下降的原因_________________。

(4)上述濕法煉銅在將銅浸出的同時，也會將鐵雜質(zhì)帶進溶液，向浸出液中通入過量的O2并加入適量的CuO，有利于鐵雜質(zhì)的除去，用離子方程式表示O2的作用_________。解釋加入CuO的原因是_____。

Ⅱ.某課題組利用碳氨液((NH4)2CO3、NH3·H2O)從輝銅礦中直接浸取銅。

其反應機理如下：

①Cu2S(s)2Cu+(aq) +S2-(aq) (快反應)

②4Cu++O2+2H2O4Cu2++4OH- (慢反應)

③Cu2++4NH3·H2OCu(NH3)42++4H2O(快反應)

(5)提高銅的浸出率的關鍵因素是 ________。

(6)在浸出裝置中再加入適量的(NH4)2S2O8，銅的浸出率有明顯升高，結合平衡移動原理說明可能的原因是__________。

Answer 1

【答案】 H2O2把生成Fe2+又氧化為Fe3+，c(Fe3+)的濃度增大，反應速率加快 溫度升高， H2O2發(fā)生了分解 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 由于浸取劑的pH = 1，加入適量的CuO，不引入其它雜質(zhì)離子，消耗H+有利于控制溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀 提高慢反應的速率，即提高Cu+的氧化速率 S2O82-的氧化性比O2強，使慢反應的速率加快，促使Cu2S沉淀溶解平衡正向移動，同時(NH4)2S2O8電離產(chǎn)生NH4+，NH4+與慢反應產(chǎn)生的OH-結合，c(OH-)的濃度降低，有利于慢反應及Cu2S沉淀溶解平衡正向移動

【解析】

Ⅰ.(1)反應過程中有黃色固體生成，說明Cu2S與Fe2(SO4)3反應產(chǎn)生了硫單質(zhì)，據(jù)此寫離子方程式；

(2) H2O2具有氧化性；

(3)溫度高，H2O2易分解；

(4) O2的可以將亞鐵離子氧化；加入CuO的不引入其它雜質(zhì)離子，消耗H+有利于控制溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀；

Ⅱ.(5)根據(jù)反應機理，提高銅的浸出率的關鍵在慢反應；

(6)根據(jù)(NH4)2S2O8的性質(zhì)分析作答。

Ⅰ.(1)反應過程中有黃色固體生成，說明Cu2S與Fe2(SO4)3反應產(chǎn)生了硫單質(zhì)，則離子方程式為，故答案為：；

(2) 浸出過程中鐵離子變?yōu)閬嗚F離子，H2O2具有氧化性，可以再使亞鐵離子氧化為鐵離子，加快反應速率，故答案為：H2O2把生成Fe2+又氧化為Fe3+，c(Fe3+)的濃度增大，反應速率加快；

(3)H2O2受熱易分解，故答案為：溫度升高， H2O2發(fā)生了分解；

(4) O2可以將亞鐵離子氧化，離子方程式為：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；加入CuO的不引入其它雜質(zhì)離子，消耗H+有利于控制溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，故答案為：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；由于浸取劑的pH = 1，加入適量的CuO，不引入其它雜質(zhì)離子，消耗H+有利于控制溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀；

Ⅱ.(5)根據(jù)反應機理，反應有快慢之分，提高銅的浸出率的關鍵在慢反應，故答案為：提高慢反應的速率，即提高Cu+的氧化速率；

(6)(NH4)2S2O8電離為S2O82-和NH4+，S2O82-的氧化性比O2強，使慢反應的速率加快，促使Cu2S沉淀溶解平衡正向移動，同時(NH4)2S2O8電離產(chǎn)生NH4+，NH4+與慢反應產(chǎn)生的OH-結合，c(OH-)的濃度降低，有利于慢反應及Cu2S沉淀溶解平衡正向移動，故答案為：S2O82-的氧化性比O2強，使慢反應的速率加快，促使Cu2S沉淀溶解平衡正向移動，同時(NH4)2S2O8電離產(chǎn)生NH4+，NH4+與慢反應產(chǎn)生的OH-結合，c(OH-)的濃度降低，有利于慢反應及Cu2S沉淀溶解平衡正向移動。