我国产铜主要取自黄铜矿(CuFeS2)，随着矿石品位的降低和环保要求的提高，湿法炼铜的优势日益突出。该工艺的核...

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我国产铜主要取自黄铜矿(CuFeS2)，随着矿石品位的降低和环保要求的提高，湿法炼铜的优势日益突出。该工艺的核心是黄铜矿的浸出，目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三种方法。

Ⅰ.氧化浸出

(1)在硫*介质中用双氧水将黄铜矿氧化，测得有SO生成。

①该反应的离子方程式为______________________________________________。

②该反应在25～50 ℃下进行，实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值，试分析其原因：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

Ⅱ.配位浸出

反应原理为CuFeS2＋NH3·H2O＋O2＋OH－—→[Cu(NH3)4]2＋＋Fe2O3＋SO＋H2O(未配平)。

(2)为提高黄铜矿的浸出率，可采取的措施有________________________(至少写出两点)。

(3)为稳定浸出液的pH，生产中需要向氨水中添加NH4Cl，构成NH3·H2ONH4Cl缓冲溶液。某小组在实验室对该缓冲体系进行了研究：25 ℃时，向a mol·L－1的氨水中缓慢加入等体积0.02 mol·L－1的NH4Cl溶液，平衡时溶液呈中*。则NH3·H2O的电离常数Kb＝________(用含a的代数式表示)；滴加NH4Cl溶液的过程中水的电离平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

Ⅲ.生物浸出

在反应釜中加入黄铜矿、硫*铁、硫*和微生物，并鼓入空气，黄铜矿逐渐溶解，反应釜中各物质的转化关系如图所示。

(4)在微生物的作用下，可以循环使用的物质有______(填化学式)，微生物参与的离子反应方程式为____________________________________________(任写一个)。

(5)假如黄铜矿中的铁元素最终全部转化为Fe3＋，当有2 mol SO生成时，理论上消耗O2的物质的量为________。

【回答】

解析：(1)①在硫*介质中用双氧水将黄铜矿(CuFeS2)氧化生成SO，由于H2O2具有强氧化*，该过程中Fe2＋、S2－均被氧化，据此可得CuFeS2＋H2O2＋H＋—→Cu2＋＋Fe3＋＋SO＋H2O，结合得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平该离子方程式。

②H2O2不稳定，受热易分解，且反应产物Cu2＋、Fe3＋催化H2O2的分解，故实际生产中双氧水的消耗量远高于理论值。

(2)提高黄铜矿的浸出率，即增大反应CuFeS2＋NH3·H2O＋O2＋OH－—→[Cu(NH3)4]2＋＋Fe2O3＋SO＋H2O向右进行的程度，可通过增大氨水的浓度、增大O2的压强、分离浸出液、减少[Cu(NH3)4]2＋、SO的浓度等措施来实现。

(3)a mol·L－1氨水中加入等体积0.02 mol·L－1 NH4Cl溶液，平衡时溶液呈中*，此时溶液中c(OH－)＝c(H＋)＝1×10－7 mol·L－1，c(NH3·H2O)≈ mol·L－1，c(NH)≈0.01 mol·L－1。NH3·H2O的电离常数Kb＝＝＝。滴加NH4Cl溶液的过程中，NH的增加抑制氨水的电离，则氨水对水的电离抑制程度减小，故水的电离平衡正向移动。