Question

由黃銅礦（主要成分是CuFeS₂）煉制精銅的工藝流程示意圖如圖1：

（1）在反射爐中，把銅精礦砂和石英砂混合加熱到1000℃左右，黃銅礦與空氣反應生成Cu和Fe的低價硫化物，且部分Fe的硫化物轉化為低價氧化物．該過程中兩個主要反應的化學方程式是

 

、

 

；
（2）冰銅（Cu₂S和FeS互相熔合而成）含Cu量為20%～50%．轉爐中，將冰銅加熔劑（石英砂）在1200℃左右吹入空氣進行吹煉．冰銅中的Cu₂S被氧化成Cu₂O，生成的Cu₂O與Cu₂S反應，生成含Cu量約為98.5%的粗銅，該過程發生反應的化學方程式是

 

、

 

；
（3）海水呈弱堿性，主要含有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、Br^-、HCO₃^-等離子．反射爐中所產生的有毒煙氣可利用海水處理，其工藝流程如圖2所示：
①向曝氣池中通入空氣的目的是

 

．
②通入空氣后曝氣池中海水與天然海水相比，濃度可能改變的離子是

 

．（不考慮海水的體積因素）
a．Cl^-       b．SO₄^2-        c．Br^-        d．HCO₃^-
③若將反射爐中所產生的有毒煙氣中的主要成分與NaOH溶液中的溶質按1：1反應，所得溶液呈酸性或堿性的原因是

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）黃銅礦與空氣反應生成Cu和Fe的低價硫化物：產物為Cu₂S、FeS；部分Fe的硫化物轉變為Fe的低價氧化物：產物為FeO；反射爐內生成爐渣的主要成分是FeSiO₃；
（2）Cu₂S被氧化為Cu₂O：2Cu₂S+3O₂

高溫  .

2Cu₂O+2SO₂；Cu₂O與Cu₂S反應：2Cu₂O+Cu₂S 

高溫  .

6Cu+2SO₂↑；
（3）①含SO₂的煙氣可利用海水脫硫，向曝氣池中通入空氣的目的是把H₂SO₃、HSO₃^-等氧化為SO₄^2-；
②由上一問可知硫酸根濃度肯定增大，天然海水呈弱堿性，通入空氣后曝氣池中的海水會生成酸性物質會消耗HCO₃^-，HCO₃^-會減少；
③過量的二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸氫鈉，據此分析溶液酸堿性．

解答： 解：（1）黃銅礦與空氣反應生成Cu₂S、FeS，根據化合價升降相等配平，反應方程式為：2CuFeS₂+O₂

高溫  .

Cu₂S+2FeS+SO₂；FeS和氧氣反應生成FeO，根據化合價升降相等，配平方程式為：FeS+3O₂

高溫  .

2FeO+2SO₂，生成爐渣的主要成分為：FeSiO₃，
故答案是：2CuFeS₂+O₂

高溫  .

Cu₂S+2FeS+SO₂；FeS+3O₂ 

高溫  .

2FeO+2SO₂ ；
（2）Cu₂S被氧化為Cu₂O的反應方程式為：2Cu₂S+3O₂

高溫  .

2Cu₂O+2SO₂；Cu₂O與Cu₂S發生反應的方程式為：2Cu₂O+Cu₂S

高溫  .

6Cu+2SO₂↑，
故答案是：2Cu₂S+3O₂

高溫  .

2Cu₂O+2SO₂；2Cu₂O+Cu₂S 

高溫  .

6Cu+2SO₂↑；
（3）①含SO₂的煙氣可利用海水脫硫，向曝氣池中通入空氣的目的是把H₂SO₃、HSO₃^-等氧化為SO₄^2-，故答案為：將H₂SO₃、HSO₃^-等氧化為SO₄^2-；
②天然海水呈弱堿性，通入空氣后曝氣池中的海水會生成酸性物質，會導致HCO₃^-減少，故答案為：d；
③氫氧化鈉溶液能夠與二氧化硫氣體1：1反應生成亞硫酸氫鈉，反應的離子方程式為：SO₂+OH^-═HSO₃^-，亞硫酸氫根離子電離大于水解，溶液呈酸性，
故答案為：亞硫酸氫根離子電離大于水解，溶液呈酸性．

點評：本題考查銅及其化合物的性質，特別是閱讀信息、處理信息的能力，難度稍大．