问题 问答题

由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如图1所示:

(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转变为Fe的低价氧化物.该过程中两个主要反应的化学方程式分别是______、______,反射炉内生成炉渣的主要成分是______;

(2)冰铜(Cu2S 和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%~50%.转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼.冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O,生成的Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的粗铜,该过程中发生反应的化学方程式分别是______、______;

(3)粗铜的电解精炼如图2所示.在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极______(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应式为______,若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为______.

答案

(1)黄铜矿与空气反应生成Cu2S、FeS,根据化合价升降相等配平,反应方程式为:2CuFeS2+O2

 高温 
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Cu2S+2FeS+SO2;FeS和氧气反应生成FeO,根据化合价升降相等,配平方程式为:FeS+3O2
 高温 
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2FeO+2SO2,生成炉渣的主要成分为:FeSiO3

故答案是:2CuFeS2+O2

 高温 
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Cu2S+2FeS+SO2;FeS+3O2 
 高温 
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2FeO+2SO2 FeSiO3

(2)Cu2S被氧化为Cu2O的反应方程式为:2Cu2S+3O2

 高温 
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2Cu2O+2SO2;Cu2O与Cu2S发生反应的方程式为:2Cu2O+Cu2S
 高温 
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6Cu+2SO2↑,

故答案是:2Cu2S+3O2

 高温 
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2Cu2O+2SO2;2Cu2O+Cu2
 高温 
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6Cu+2SO2↑;

(3)c连电源正极,d连电源的负极;故c为阳极,d为阴极;粗铜板应放在阳极,即c;d阴极发生还原反应,方程式为:Cu2++2e-=Cu;Au、Ag比较稳定,不反应,以单质形式沉积在c(阳极)下方,Fe失去电子变成Fe2+的形式进入电解液中,

故答案是:c;Cu2++2e-=Cu;Au、Ag以单质形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2+的形式进入电解液中.

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