我國產銅主要取自黃銅礦(CuFeS2)，隨着礦石品位的降低和環保要求的提高，濕法鍊銅的優勢日益突出。該工藝的核...

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問題詳情：

我國產銅主要取自黃銅礦(CuFeS2)，隨着礦石品位的降低和環保要求的提高，濕法鍊銅的優勢日益突出。該工藝的核心是黃銅礦的浸出，目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三種方法。

Ⅰ.氧化浸出

(1)在硫*介質中用雙氧水將黃銅礦氧化，測得有SO生成。

①該反應的離子方程式為______________________________________________。

②該反應在25～50 ℃下進行，實際生產中雙氧水的消耗量要遠遠高於理論值，試分析其原因：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

Ⅱ.配位浸出

反應原理為CuFeS2＋NH3·H2O＋O2＋OH－—→[Cu(NH3)4]2＋＋Fe2O3＋SO＋H2O(未配平)。

(2)為提高黃銅礦的浸出率，可採取的措施有________________________(至少寫出兩點)。

(3)為穩定浸出液的pH，生產中需要向氨水中添加NH4Cl，構成NH3·H2ONH4Cl緩衝溶液。某小組在實驗室對該緩衝體系進行了研究：25 ℃時，向a mol·L－1的氨水中緩慢加入等體積0.02 mol·L－1的NH4Cl溶液，平衡時溶液呈中*。則NH3·H2O的電離常數Kb＝________(用含a的代數式表示)；滴加NH4Cl溶液的過程中水的電離平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移動。

Ⅲ.生物浸出

在反應釜中加入黃銅礦、硫*鐵、硫*和微生物，並鼓入空氣，黃銅礦逐漸溶解，反應釜中各物質的轉化關係如圖所示。

(4)在微生物的作用下，可以循環使用的物質有______(填化學式)，微生物參與的離子反應方程式為____________________________________________(任寫一個)。

(5)假如黃銅礦中的鐵元素最終全部轉化為Fe3＋，當有2 mol SO生成時，理論上消耗O2的物質的量為________。

【回答】

解析：(1)①在硫*介質中用雙氧水將黃銅礦(CuFeS2)氧化生成SO，由於H2O2具有強氧化*，該過程中Fe2＋、S2－均被氧化，據此可得CuFeS2＋H2O2＋H＋—→Cu2＋＋Fe3＋＋SO＋H2O，結合得失電子守恆、原子守恆和電荷守恆配平該離子方程式。

②H2O2不穩定，受熱易分解，且反應產物Cu2＋、Fe3＋催化H2O2的分解，故實際生產中雙氧水的消耗量遠高於理論值。

(2)提高黃銅礦的浸出率，即增大反應CuFeS2＋NH3·H2O＋O2＋OH－—→[Cu(NH3)4]2＋＋Fe2O3＋SO＋H2O向右進行的程度，可通過增大氨水的濃度、增大O2的壓強、分離浸出液、減少[Cu(NH3)4]2＋、SO的濃度等措施來實現。

(3)a mol·L－1氨水中加入等體積0.02 mol·L－1 NH4Cl溶液，平衡時溶液呈中*，此時溶液中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的電離常數Kb＝＝＝。滴加NH4Cl溶液的過程中，NH的增加抑制氨水的電離，則氨水對水的電離抑制程度減小，故水的電離平衡正向移動。