高校化学「遷移元素」銅の精錬

高校化学「遷移元素」銅の精錬

◆問題

銅の精錬についての文章の空欄に適語を入れてください。

主成分ＣｕＦｅＳ2の(�@)を、溶鉱炉でケイ砂、石灰石、コークスとともに強熱すると、銅の化合物(�A)が得られる。(�A)を転炉に移し、空気を吹き込みながら加熱すると、不純物を含む(�B)が得られる。次に、硫酸酸性硫酸銅(�U)水溶液中で、(�B)を陽極、純銅を陰極にして電気分解すると、陽極の(�B)が分解されて水溶液中にＣｕ2+が溶け出し、陰極には純銅が析出する。
このとき、(�B)に含まれる鉄やニッケルは水溶液中に溶け出し、イオン化傾向が小さい金や銀は陽極の下に沈殿する。この沈殿を(�C)という。


解答解説はこのページ下


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◆解答
�@黄銅鉱、�A硫化銅(�T)、�B粗銅、�C陽極泥

主成分ＣｕＦｅＳ2の黄銅鉱を、溶鉱炉でケイ砂、石灰石、コークスとともに強熱すると、銅の化合物硫化銅が得られる。硫化銅を転炉に移し、空気を吹き込みながら加熱すると、不純物を含む粗銅が得られる。次に、硫酸酸性硫酸銅(�U)水溶液中で、粗銅を陽極、純銅を陰極にして電気分解すると、陽極の粗銅が分解されて水溶液中にＣｕ2+が溶け出し、陰極には純銅が析出する。
このとき、粗銅に含まれる鉄やニッケルは水溶液中に溶け出し、イオン化傾向が小さい金や銀は陽極の下に沈殿する。この沈殿を陽極泥という。


ちなみに、黄銅鉱の強熱は以下のような化学反応式になります。
４ＣｕＦｅＳ2＋９Ｏ2→２Ｃｕ2Ｓ＋２Ｆｅ2Ｏ3＋６ＳＯ2


◆関連項目
銅、鉄
遷移元素、典型金属元素まとめ


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