题目

(19分) 用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应可以写成：      CuFeS2 + SiO2 + O2 → Cu + FeSiO3 + SO2    事实上冶炼反应是分步进行的。(1)黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁；(2)硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁，并与二氧化硅反应生成矿渣；(3)硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜；(4)硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。1)       写出上述各个分步反应(1，2，3，4)的化学方程式。 2)   给出总反应方程式的系数。     3)   据最新报道, 有一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。反应是在酸性溶液中发生的。试写出配平的化学方程式。     4)   最近我国学者发现，以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O2 (空气)反应, 生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO4・5H2O，成本降低了许多。实验结果如下：沸腾炉温度/℃560580600620640660生成物水溶性Cu/%90.1291.2493.5092.3889.9684.23酸溶性Cu/%92.0093.6097.0897.8298.1698.19酸溶性Fe/%8.566.723.462.782.372.28回答如下问题：(1)   CuFeS2和O2主要反应的方程式为:(2)   实际生产过程的沸腾炉温度为 600～620℃。控制反应温度的方法是：(3)   温度高于600～620℃生成物中水溶性Cu (%)下降的原因是： 答案：[解(1)]      2CuFeS2 + O2 =Cu2S + 2FeS +SO2                                           (1分)            (写S、SO3不写SO2不得分)      FeS + O2 = FeO + SO2                                                         (1分)          (写S、SO3不写SO2不得分)      FeO + SiO2 = FeSiO3                                                            (1分)                     (写其他产物不得分)      2Cu2S + 3O2 = 2Cu2O + 2SO2                                  (1分)                    (写S、SO3不写SO2不得分)      Cu2S + 2Cu2O = 6Cu + SO2                                    (1分)                     (写S、SO3不写SO2不得分)      不配平不得分。[解(2)]   2CuFeS2 + 2SiO2 + 5O2 = 2Cu + 2FeSiO3 + 4SO2                            (2分)[解(3)]  4CuFeS2 + 2H2SO4 + 17O2 = 4CuSO4 + 2Fe2(SO4)3 + 2H2O           (4分)             (注：不写硫酸铁而写硫酸亚铁给一半分)[解(4)] (1) 4CuFeS2 + 17O2 = 4CuSO4 + 2Fe2O3 + 8SO2                 (4分)(2)   控制加入CuFeS2的速度，因CuFeS2与O2反应放热。       (2分)(3)   CuSO4 = CuO + SO3                                                      (2分)            (答SO2 + 1/2O2不扣分)     (注：(1)的反应产物不写氧化铁写氧化亚铁或四氧化三铁也可以给一半分。

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