如图是某有色金属冶炼厂以某铜矿石（主要成分为Cu2S，且含有Fe、Zn硫化物）为原料冶炼铜的工艺流程，其冶

Question

如图是某有色金属冶炼厂以某铜矿石（主要成分为Cu2S，且含有Fe、Zn硫化物）为原料冶炼铜的工艺流程，其冶炼过程中铜、硫回收率达到97%、87%．（1）冶炼精铜矿制粗铜的主要反应方程式为______，从提高资源利用率和减排考虑，烟气中的主要废气可综合利用其制备______．（2）以硫酸铜溶液为介质电解精炼铜时，阴极上的电极反应式为______；电解过程中，硫酸铜溶液的浓度会______（填“变大”“不变”或“变小”）．（3）在精炼铜的过程中，电解质溶液中c（Fe2+）、c（Zn2+） 会逐渐增大而影响进一步电解．几种物质的溶度积常数（Ksp）如下： 物质 Fe（OH）2 Fe（OH）3 Zn（OH）2 Cu（OH）2 Ksp 8.0×10-16 4.0×10-38 3.0×10-17 2.2×10-20①调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法．根据上表中溶度积数据判断，含等物质的量浓度 Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是______．②一种方案是先加入过量的H2O2，再调节pH到4左右，加入H2O2后发生反应的离子方程式为______．（4）为测定某铁铜合金组成比例，某同学将一定量该合金样品与某浓度的稀硝酸反应，当加入硝酸10mL，剩余金属1.8g，生成NO（标况）0.224L；再加入硝酸10mL，剩余金属0.96g，又生成NO（标况）0.224L；此时溶液中的金属离子是______，继续加入硝酸10mL，金属恰好全部溶解，又生成NO（标况）0.224L；则该合金中铁铜的物质的量之比为______．

Answer 1

（1）某铜矿石主要成分为Cu₂S，流程分析判断Cu₂S和氧气反应生成铜和二氧化硫，反应的化学方程式Cu₂S+O₂

高温  .

2Cu+SO₂；依据烟气的成分为二氧化硫，结合二氧化硫的用途分析作用，废气可综合利用其制备硫酸、硫酸盐、亚硫酸盐等，
故答案为：Cu₂S+O₂

高温  .

2Cu+SO₂；硫酸、硫酸盐、亚硫酸盐等；
（2）根据电解原理分析电解精炼铜的阳极材料为粗铜；精铜做电解槽的阴极，铜离子得到电子发生还原反应写出阴极的电极反应为Cu²⁺+2e^-=Cu，粗铜中的铁、锌等金属电解时是电子，依据电子守恒可知电解质溶液中铜离子难度减小；
故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu；  变小；
（3）①根据表中氢氧化物的溶度积可知，氢氧化铁的溶度积最小，其溶解度最小，所以随pH升高最先沉淀下来的离子是铁离子；
②双氧水能够将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：Fe³⁺；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（4）将一定量该合金样品与某浓度的稀硝酸反应，当加入硝酸10mL，剩余金属1.8g，生成NO（标况）0.224L；再加入硝酸10mL，剩余金属0.96g，又生成NO（标况）0.224L，继续加入硝酸10mL，金属恰好全部溶解，又生成NO（标况）0.224L；
剩余金属1.8g，说明反应一定存在铁被稀硝酸氧化为亚铁离子，依据电子守恒Fe～Fe²⁺～2e^-，HNO₃～NO～3e^-，生成一氧化氮为0.01mol，则消耗铁物质的量为0.015mol，质量=0.015mol×56g/mol=0.84g；再加入硝酸10mL，剩余金属0.96g，金属质量减少为=1.8g-0.96g=0.84g，说明溶解的是铁，此时溶液中生成的是亚铁离子；
继续加入硝酸10mL，金属恰好全部溶解，又生成NO（标况）0.224L；若是减少的金属铜，则依据电子守恒可知质量减少为0.015mol×64g=0.96g，则金属减少0.96g；
由上述分析，金属铁为0.03mol，铜物质的量为0.015mol，合金中铁和铜物质的量之比为0.03：0.015=2：1，
故答案为：Fe²⁺；2：1．