据报道，有一种细菌在氧气存在下的酸性溶液中，能将黄铜矿（CuFeS2）氧化成硫酸盐．发生的反应为：4CuFeS2+2H2SO4+17O2═4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O．（1）CuFeS2中Fe的化合价为+2，上述反应中被氧化|初中化学问答-问答网

据报道，有一种细菌在氧气存在下的酸性溶液中，能将黄铜矿（CuFeS2）氧化成硫酸盐．发生的反应为：4CuFeS2+2H2SO4+17O2═4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O．（1）CuFeS2中Fe的化合价为+2，上述反应中被氧化

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更新时间:2024-04-27 01:40:53

问题描述：

据报道，有一种细菌在氧气存在下的酸性溶液中，能将黄铜矿（CuFeS2）氧化成硫酸盐．发生的反应为：4CuFeS2+2H2SO4+17O2═4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O．

（1）CuFeS2中Fe的化合价为+2，上述反应中被氧化的元素是___，检验反应后溶液中含有Fe3+的试剂是___．

（2）工业生产中利用上述反应后的溶液，按如图1的流程可制备胆矾（CuSO4•5H2O）：

①步骤二的操作名称是___．

步骤三的操作包括蒸发浓缩、___、过滤、洗涤．

②请解释步骤一加入CuO能除去CuSO4溶液中Fe3+的原因：___．

（3）有人提出可以利用如图2的装置从溶液B中提炼金属铜．该过程中右侧电极的反应式是___．若溶液B为200mL，电解一段时间后，测得某电极增重0.64g．停止通电，此时溶液pH=___（溶液体积不变）．

（4）Fe（OH）3在碱性条件下可被氯酸钾氧化为K2FeO4，K2FeO4有很强的氧化性，由Cu、K2FeO4和KOH溶液可形成碱性电池，Cu和K2FeO4分别是电池的负极和正极材料．

①该电池正极的电极反应是___．

②该电池总反应的离子方程式是___．

陈新度回答：

网友采纳

　　（1）在4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O反应中，CuFeS2中Fe从+2价变为产物中的+3价，硫从-2价变为产物中的+6价，Fe和CuFeS2中的S化合价升高，在反应中被氧化；铁离子遇到KSCN溶液会变红色，所以检验反应后溶液中含有Fe3+的试剂是KSCN溶液；　　故答案为：Fe和CuFeS2中的S；KSCN溶液；　　（2）①步骤二的操作是分离固体和液体混合物，采用过滤操作；CuSO4溶解度受温度影响较大，将硫酸铜溶液蒸发浓缩后，将热的硫酸铜溶液静置并慢慢降温，得到硫酸铜晶体，　　故答案为：过滤；冷却结晶；　　②加入CuO，CuO与H+反应使c（H+）减小，c（OH-）增大，使溶液中c（Fe3+）•c3（OH-）>Ksp[Fe（OH）3]，导致Fe3+生成Fe（OH）3沉淀而除去，　　故答案为：加入CuO与H+反应，使c（H+）减小，c（OH-）增大，使溶液中Fe3+生成Fe（OH）3沉淀而除去；　　（3）CuSO4溶液中铜离子的放电能力大于氢离子的放电能力，所以铜离子先放电；氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力，氢氧根离子先放电，阳极上失电子，发生氧化反应，所以该过程中右边电极氢氧根离子在阳极上失电子生成氧气4OH--4e-=O2↑+2H2O；阴极的电极反应方程式是Cu2++2e-═Cu，当生成金属铜为0.64g时，即生成金属铜的物质的量是0.01mol，此时生成硫酸的物质的量是0.01mol，氢离子浓度是0.01mol×20.2L