Question

【題目】近年來，硫化銅礦的濕法冶煉技術已經取得了很大的發展。現有一種催化氧化酸浸硫化銅礦的冶煉法，其工藝流程如圖所示：

反應溫度、固液比、反應時間、氯離子濃度都對銅的浸出率有較大的影響，下面是實驗得出的這幾種因素對銅的浸出率影響的變化曲線圖(如圖～如圖所示)。

回答下列問題：

（1）火法煉銅的主要反應：①2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)；

②2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2；③2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑；則在反應①、②、③中被氧化的元素為_______（填元素符號）；若生成的SO2在標準狀況下體積為4.48L，則發生轉移的電子數目為________NA；由amolCuFeS2生成a molCu，共消耗________ mol O2。

（2）寫出反應1的化學方程式：________________。經查，硫黃、FeSO4·7H2O均可入藥，用途廣泛，濕法煉銅與火法煉銅相比，優點是_____________________。

（3）從溶液中得到FeSO4·7H2O晶體的操作是_______________________________。

（4）根據實驗以及工業生產的實驗要求，從下表中得出的最佳工藝條件為________(填字母代號)。

Answer 1

【答案】（1） S 1.2 2.5a

（2）2CuS+O2+2H2SO4CuSO4+2H2O+2S 污染小，同時得到副產物硫酸亞鐵晶體及硫黃，資源得到充分利用

（3）蒸發濃縮、冷卻結晶（過濾不寫不扣分） （4） A

【解析】（1）①2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO中S元素的化合價從+2升高為+4價，被氧化；②2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2中S元素的化合價從-2升高為+4價，被氧化；③2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑中S元素的化合價從+2升高為+4價，被氧化；則在反應①、②、③中被氧化的元素為S元素；若生成的SO2在標準狀況下體積為4.48L，生成SO2的物質的量為=0.2mol,則發生轉移的電子數目為0.2mol×6NA=1.2NA；amolCuFeS2生成molCu2S，消耗2amolO2，amolCu2S氧化為Cu2O，消耗O2amol=0.5amol，共消耗2.5amolO2；

（2）依據流程轉化可知，反應Ⅰ是硫化銅和氧氣、硫酸發生氧化還原反應生成硫酸銅、硫和水，反應的化學方程式為：2CuS+O2+2H2SO4=2CuSO4+2S+2H2O，火法煉鋼中產生有毒的二氧化硫，而濕法煉銅中不產生有毒氣體，故其污染性小、環保，同時濕法煉銅還得到副產品硫酸亞鐵晶體及其硫磺，充分利用了資源；

（3通過將溶液蒸發濃縮、冷卻結晶并過濾即可得到FeSO4·7H2O；

（4）從圖1可以看出，銅的浸出率隨反應溫度升高二增大，在為的達到95°C后，銅的浸出率隨溫度的變化不明顯，但溫度過高能耗增加，由此可知適應的反應溫度為95°C，圖3可以看出：固液比大于1︰5時，銅的浸出率隨固液比的增大而有所減小；固液比小于1︰5時銅的浸出率隨固液比的減小而有所下降，因此適宜的固液比為1︰5；從圖4可以看出銅的浸出率隨反應時間增大而增大，但在反應時間超出7h后，隨反應時間的延長銅的浸出率增大的很緩慢，同時反應時間過長，即增加能耗，有降低設備利用率，故適宜的反應時間7h；表中數據變化分析，加入氯離子能改變銅的浸出效果，但氯離子濃度超過0.8mol/L，時銅的浸出率隨氯離子濃度增加反而減小，故適宜的氯離子濃度維持在0.8mol/L；

故答案為A。