Question

16．黃鐵礦（主要成分FeS₂）、黃銅礦（主要成分CuFeS₂）均是自然界中的常見礦物資源．

（1）黃鐵礦在空氣中易被氧化，其反應歷程可能為如圖1所示的四步：
①a反應中每生成1molFeSO₄轉移電子的物質的量為7mol．
②d反應的離子方程式為FeS₂+14Fe³⁺+8H₂O=15Fe²⁺+2SO₄^2-+16H⁺．
（2）用黃銅礦常溫細菌冶銅和高溫火法冶銅的流程如圖2所示：
①細菌冶銅時，當黃銅礦中伴有黃鐵礦可明顯提高Cu²⁺的浸出速率，
其原理如圖3所示：
Ⅰ．冶煉過程中，F(xiàn)eS₂周邊溶液的pH增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．
Ⅱ．從CuFeS₂析出S的反應式是CuFeS₂-4e^-=Cu²⁺+Fe²⁺+2S．
②火法冶銅時，由Cu₂S制得銅的化學方程式是Cu₂S+O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+SO₂．
（3）煤炭中的硫主要以黃鐵礦形式存在，用氫氣脫除黃鐵礦中硫的相關反應（見表），其相關反應的平衡常數(shù)與溫度的關系如圖4．

相關反應	反應熱	平衡常數(shù)
FeS2（s）+H2（g）?FeS（s）+H2S（g）	△H1	K1
$\frac{1}{2}$FeS2（s）+H2（g）?$\frac{1}{2}$Fe（s）+H2S（g）	△H2	K2
FeS（s）+H2（g）?Fe（s）+H2S（g）	△H3	K3

①上述反應中，△H₁＞0（填“＞”或“＜”）．
②提高硫的脫除率可采取的措施有升高溫度（舉1例）．

Answer 1

分析 （1）a反應原理是硫化亞鐵中的硫離子被氧化生成硫酸根，化合價變化為：+6-（-1）=7；d反應原理是硫化亞鐵與鐵離子反應，鐵離子被還原生成亞鐵離子，硫離子被氧化為硫酸根離子；
（2）①Ⅰ．用細菌冶銅時，正極為氧氣放電，氧氣得到電子，結合溶液中的氫離子生成水；
Ⅱ．負極黃鐵礦中的硫失去電子，發(fā)生氧化反應生成硫單質；
②火法冶銅時，Cu₂S與氧氣反應生成銅和二氧化硫；
（3）①由圖可知，溫度越高，K值越大，說明此反應為吸熱反應；
②由圖可知：溫度升高，反應向正反應方向移動，硫的脫除率越高．

解答 解：（1）①a反應原理是硫化亞鐵中的硫離子被氧化生成硫酸根，化合價變化為：+6-（-1）=7，即每有1molFeSO₄生成轉移移電子的物質的量為7mol，故答案為：7；
②d反應原理是硫化亞鐵與鐵離子反應，鐵離子被還原生成亞鐵離子，硫離子被氧化為硫酸根，離子反應方程式為：FeS₂+14Fe³⁺+8H₂O=15Fe²⁺+2SO₄^2-+16H⁺，
故答案為：FeS₂+14Fe³⁺+8H₂O=15Fe²⁺+2SO₄^2-+16H⁺；
（2）①Ⅰ．FeS₂周邊即正極為氧氣放電，氧氣得到電子，結合溶液中的H⁺離子生成水，故溶液中氫離子濃度減小，pH值增大，故答案為：增大；
Ⅱ．負極黃鐵礦中的硫失去電子，發(fā)生氧化反應生成硫單質，電極反應方程式為：CuFeS₂-4e^-=Cu²⁺+Fe²⁺+2S，故答案為：CuFeS₂-4e^-=Cu²⁺+Fe²⁺+2S；
②火法冶銅時，Cu₂S與氧氣反應生成銅和二氧化硫，方程式為：Cu₂S+O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+SO₂；故答案為：Cu₂S+O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+SO₂；
（3）①由圖可知，溫度越高，K值越大，說明此反應為吸熱反應，故△H＞0，故答案為：＞；
②由圖可知：此反應為吸熱反應，故升高溫度，可以使反應向正向移動，即硫的脫除率越高，故答案為：升高溫度．

點評 本題主要考查氧化還原反應、離子反應方程式書寫、反應熱判斷等，側重考查學生分析推理能力，難度中等．