Question

由黃銅礦（主要成分是CuFeS₂）可以冶煉得到粗銅，再經(jīng)過電解精煉得到純銅．
（1）黃銅礦冶煉得到粗銅的一步反應為：8CuFeS₂+21O₂8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂若CuFeS₂中的Fe的化合價為+2，反應中被還原的元素是______（填元素符號）．
根據(jù)原電池原理，稀硫酸做電解質溶液，使用惰性電極，一極通入SO₂，另一極通入O₂，治理SO₂污染，負極反應的離子方程式為______
（2）粗銅的電解精煉如圖所示．在粗銅的電解過程中，純銅板應是圖中電極______（填圖中的字母）；在電極d上發(fā)生的電極反應式為______；若粗銅中還含有金、銀、鐵，它們在電解槽中的存在形式位置為______．
（3）生物煉銅近幾年來逐漸被重視，其原理是：在細菌的幫助下，氧氣氧化硫化銅礦石為可溶解性硫酸銅，再進行簡單的后續(xù)生產(chǎn)．生物煉銅與高溫火煉銅相比，優(yōu)點有______（回答兩點）硫酸銅可以配制波爾多液，殺滅果樹上的某些細菌，其殺菌原理是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)8CuFeS₂+21O₂8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂，CuFeS₂中的Fe的化合價為+2，銅的化合價為+2價，硫的化合價為-1價；產(chǎn)物中銅的化合價為0價，氧化亞鐵中鐵的化合價為+2價，氧元素為-2價，三氧化二鐵中鐵的元素化合價為+3價，氧元素為-2價，二氧化硫中硫元素的化合價為+4價，結合原電池原理進行解答；
（2）用電解法進行粗銅提純時粗銅應作陽極，精銅作陰極；陽極與電池的正極相連發(fā)生氧化反應，陰極與電池的負極相連發(fā)生還原反應；金屬的活動性順序為Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此在電解過程中Ag、Pt不會失去電子，而是形成陽極泥；
（3）生物煉銅技術是用細菌以加速金屬成分溶解，再通過“回收礦井”回收有價金屬的新技術；波爾多液是硫酸銅和熟石灰的混合物，一些重金屬離子（如Cu²⁺、Ba²⁺、Pb²⁺、Ag⁺等）與蛋白質作用會使蛋白質變性而喪失其生理功能，據(jù)此即可解答．
解答：解：（1）黃銅礦冶煉得到粗銅的一步反應為：8CuFeS₂+21O₂8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂若CuFeS₂中的Fe的化合價為+2價，銅的化合價為+2價，硫的化合價為-1價，氧氣中氧元素的化合價為0價，產(chǎn)物中銅的化合價為0價，氧化亞鐵中鐵的化合價為+2價，氧元素為-2價，三氧化二鐵中鐵的元素化合價為+3價，氧元素為-2價，二氧化硫中硫元素的化合價為+4價，氧元素為-2價，根據(jù)氧化還原規(guī)律，化合價降低的發(fā)生還原反應，所以反應中被還原的元素是Cu、O；根據(jù)原電池原理，稀硫酸做電解質溶液，使用惰性電極，一極通入SO₂，另一極通入O₂，治理SO₂污染，負極反應是化合價升高的反應，所以負極離子反應是SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄²⁺+4H⁺，
故答案為：Cu、O；SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄²⁺+4H⁺；
（2）該裝置中a為原電池的正極，b為原電池的負極，所以c為電解池的陽極，d為電解池的陰極，電解時，以硫酸銅-硫酸溶液為電解液，溶液中的Cu²⁺得到電子沉積在陰極上，發(fā)生還原反應，即Cu²⁺+2e^-=Cu，作陽極的粗銅中的銅以及比銅活潑的金屬失去電子進入溶液，如Fe以Fe²⁺的形式進入溶液中；比銅不活潑的金屬Au、Ag不會失去電子，以單質的形成沉入電解槽形成“陽極泥”，
故答案為：d；Cu²⁺+2e^-=Cu；Au、Ag以單質的形成沉積在c（陽極）下方，F(xiàn)e以Fe²⁺的形式進入溶液中；
（3）生物煉銅技術是一種利用微生物開礦的濕式制銅技術，生物煉銅的成本遠遠低于其他冶煉法，具有污染小、反應條件簡單、即使含量（品味）很低的礦石也可以被利用等優(yōu)點；硫酸銅可以配制波爾多液，殺滅果樹上的某些細菌，其殺菌原理是銅離子與蛋白質作用使蛋白質變性而喪失其生理功能殺菌，
故答案為：污染小、能量消耗少、反應條件簡單等；Cu²⁺可以使蛋白質變性．
點評：本題考查銅的電解精煉、氧化還原等知識，根據(jù)電化學的原理和氧化還原的規(guī)律解題是解答的關鍵，題目難度中等．