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17.工業上以黃銅礦(主要成分CuFeS2)為原料制備金屬銅,有如下兩種工藝.
I.火法熔煉工藝:將處理過的黃銅礦加人石英,再通人空氣進行焙燒,即可制得粗銅.
(1)焙燒的總反應式可表示為:2CuFeS2+2SiO2+5O2═2Cu+2FeSiO3+4SO2該反應的氧化劑是CuFeS2、O2
(2)下列處理SO2的方法,不合理的是BC
A.高空排放                                           B.用純堿溶液吸收制備亞硫酸鈉
C.用氨水吸收后,再經氧化制備硫酸銨    D.用BaCl2溶液吸收制備BaSO3
(3)爐渣主要成分有FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3等,為得到Fe2O3,加鹽酸溶解后,后續處理過程中未涉及到的操作有C.
A過濾           B加過量NaOH溶液      C蒸發結晶     D灼燒        E加氧化劑
II.FeCl3溶液浸取工藝:其生產流程如圖所示

(4)浸出過程中,CuFeS2與FeCl3溶液反應的離子方程式為CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S.
(5)該工藝流程中,可以循環利用的物質是FeCl3 (填化學式).
(6)若用石墨電極電解濾液,寫出陽極的電極反式Fe2+-e-=Fe3+
(7)黃銅礦中含少量Pb,調節C1-濃度可控制濾液中Pb2+的濃度,當c(C1-)=2mo1•L-1時溶液中Pb2+物質的量濃度為2.5×10-6mol•L-1.[已知KSP(PbCl2)=1×10-5].

分析 I.(1)該反應中Cu元素化合價由+2價變為0價、S元素化合價由-2價變為+4價,O元素化合價由0價變為-2價,得電子化合價降低的反應物是氧化劑;
(2)二氧化硫有毒不能直接排空,屬于酸性氧化物,能和堿液反應生成鹽,亞硫酸鹽不穩定易被氧化生成硫酸鹽,亞硫酸酸性小于鹽酸;
(3)爐渣中加入過量稀鹽酸,FeO、Fe2O3、Al2O3和稀鹽酸反應生成FeCl2、FeCl3、AlCl3,SiO2不反應,然后過濾,向濾液中加入氧化劑將FeCl2轉化為FeCl3,然后向濾液中加入NaOH溶液,FeCl3反應生成Fe(OH)3沉淀、AlCl3反應生成NaAlO2,然后過濾得到Fe(OH)3,將Fe(OH)3灼燒得到Fe2O3
II.黃銅礦粉中加入氯化鐵溶液,然后過濾得到S,說明二者反應生成S,則黃銅礦作還原劑、氯化鐵作氧化劑,二者反應方程式為CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S,將濾液電解得到Cu和電解質溶液,陰極上銅離子得電子生成Cu,陽極上亞鐵離子失電子生成鐵離子;
(4)CuFeS2與FeCl3溶液反應生成亞鐵離子、銅離子和S;
(5)在整個流程圖中參加反應又生成的能循環利用;
(6)若用石墨電極電解濾液,陽極上亞鐵離子失電子生成鐵離子;
(7)KSP(PbCl2)=1×10-5=c(Pb2+).c2(C1-),c(Pb2+)=$\frac{{K}_{sp}}{{c}^{2}(C{l}^{-})}$.

解答 解:I.(1)該反應中Cu元素化合價由+2價變為0價、S元素化合價由-2價變為+4價,O元素化合價由0價變為-2價,得電子化合價降低的反應物是氧化劑,所以該反應中氧化劑是CuFeS2、O2
故答案為:CuFeS2、O2
(2)A.二氧化硫有毒,不能直接高空排放,否則會污染空氣,應該用堿液吸收,故A錯誤;                                         
B.二氧化硫和水反應生成的亞硫酸酸性大于碳酸,所以二氧化硫能和純堿溶液反應生成亞硫酸鈉,所以用純堿溶液吸收制備亞硫酸鈉,故B正確;
C.二氧化硫是酸性氧化物、一水合氨是堿,二者反應生成硫酸銨,所以用氨水吸收后,再經氧化制備硫酸銨,故C正確;
D.鹽酸酸性大于亞硫酸,所以二氧化硫和BaCl2不反應,則不能用二氧化硫和氯化鋇溶液制取BaSO3,故D錯誤;
故選BC;
(3)爐渣中加入過量稀鹽酸,FeO、Fe2O3、Al2O3和稀鹽酸反應生成FeCl2、FeCl3、AlCl3,SiO2不反應,然后過濾,向濾液中加入氧化劑將FeCl2轉化為FeCl3,然后向濾液中加入NaOH溶液,FeCl3反應生成Fe(OH)3沉淀、AlCl3反應生成NaAlO2,然后過濾得到Fe(OH)3,將Fe(OH)3灼燒得到Fe2O3,所以沒有涉及的操作為C,故答案為:C;
II.黃銅礦粉中加入氯化鐵溶液,然后過濾得到S,說明二者反應生成S,則黃銅礦作還原劑、氯化鐵作氧化劑,二者反應方程式為CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S,將濾液電解得到Cu和電解質溶液,陰極上銅離子得電子生成Cu,陽極上亞鐵離子失電子生成鐵離子;
(4)CuFeS2與FeCl3溶液反應生成亞鐵離子、銅離子和S,離子方程式為CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S
,故答案為:CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S;
(5)CuFeS2與FeCl3溶液反應生成FeCl2、CuCl2溶液,電解該溶液得到Cu和Fe3+,則電解時反應生成FeCl3,所以可以循環利用的物質是FeCl3
故答案為:FeCl3
(6)石墨電極電解濾液,陽極上失電子發生氧化反應,由于失電子能力亞鐵離子大于氯離子,所以在陽極上亞鐵離子失電子生成鐵離子,則電極反應式為:Fe2+-e-=Fe3+,故答案為:Fe2+-e-=Fe3+
(7)已知氯離子的濃度c(Cl-)=2mol•L-1,KSP(PbCl2)=1×10-5=c(Pb2+)×c2(Cl-),則Pb2+物質的量濃度c(Pb2+)=(7)KSP(PbCl2)=1×10-5=c(Pb2+).c2(C1-),c(Pb2+)=$\frac{{K}_{sp}}{{c}^{2}(C{l}^{-})}$=$\frac{1×1{0}^{-5}}{2×2}$mol/L=2.5×10-6mol/L,
故答案為:2.5×10-6

點評 本題考查了物質的制備方案設計,為高頻考點,題目涉及氧化還原反應、實驗方案設計、電解原理的應用、溶度積的有關計算等,側重對化學基本操作與技能、化學計算能力的考查,需要學生具備扎實的基礎與靈活運用能力,題目難度中等.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

7.某化學反應2A?B+D在三種不同條件下進行,B、D的起始濃度為0,反應物A的濃度(mol•L-1)隨反應時間(min)的變化情況如表.
實驗
序號
濃度 mol•L-1
溫度(℃)時間( min)
0102030405060
18001.00.800.670.570.500.500.50
2800c20.600.500.500.500.500.50
3800c30.920.750.630.600.600.60
根據上述數據,完成下列填空:
(1)實驗1中,10~20min內A的反應速率為0.013mol•L-1•min-1
(2)實驗2中,c2=1.0,反應經20min時達到平衡,可推測實驗2中還隱含的條件是使用了催化劑.
(3)設10~20min內實驗3中A的反應速率為v3,實驗1中A的反應速率為v1,則v3>(填“>”、“=”或“<”)v1,且c3>(填“>”、“=”或“<”)1.0.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

8.一般硫粉含有S(單斜)和S(正交)兩種同素異形體.已知常溫下:
S(s,單斜)+O2(g)=SO2(g)+297.16kJ;
S(s,正交)+O2(g)=SO2(g)+296.83kJ
下列說法正確的是(  )
A.S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q3   Q3>297.16 kJ
B.單斜硫和正交硫互為同分異構體
C.常溫下單斜硫比正交硫穩定
D.單斜硫轉化為正交硫的反應是吸熱反應

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

5.在一定條件下,向一體積為2L的恒容密閉容器中充入2mol A、1mol B,發生反應:2A(g)+B(g)?3C(g)△H=-Q kJ/mol(Q>0).經過60s達到平衡,測得B的物質的量為0.4mol,下列對該平衡的敘述正確的是(  )
A.用C表示該反應的速率為0.03mol/(L•s)
B.達到平衡,測得放出熱量為x kJ,則x=Q
C.若向容器中再充入1 mol C,重新達到平衡,A的體積分數保持不變
D.若升高溫度,則V(逆)增大,V(正)減小,平衡逆向移動

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

12.高富氧底吹熔池煉銅新工藝反應爐如圖

(1)該新工藝的優點之一是混合礦料不需要干燥、磨細.煙氣進入余熱鍋爐后,經靜電除塵后進入酸廠回收利用,這樣做體現化學的綠色化學思想.
(2)該新工藝的優點之二是首次投料需要添加少量的燃料,當反應充分啟動后就不需要再投放燃料,說明反應爐中的反應總體來說是放熱反應.
(3)此法冶煉的礦石主要是黃銅礦(主要成分是CuFeS2),經過上面設備煅燒后最終化合態的銅生成銅和SO2,在冶煉銅礦過程中存在重要反應:2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2、2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2、2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑.
(4)從放銅锍口放出的銅锍中還含有鐵和硫必須除去,銅锍吹煉過程是火法冶煉生產粗銅的最后一道工序,吹煉過程分為兩個階段.第一階段的任務是使鐵氧化造渣,主要化學反應為:
①2FeS+3O2+SiO2=2FeO•SiO2+2SO2,第二階段是使上一個階段中沒有反應徹底的Cu2S氧化成粗銅,主要化學反應為:
②Cu2S+O2=2Cu+SO2,下列關于反應①、②的分析正確的是BC(填序號)
A.反應②氧化劑只有O2
B.硫元素在①和②均被氧化
C.①和②在反應過程中都有共價鍵破壞和共價鍵形成
(5)圖中渣包中的爐渣含有Fe2O3、FeO、SiO2等,選用提供的試劑設計實驗驗證爐渣中含有FeO.提供的試劑:KMnO4溶液、KSCN溶液、NaOH溶液、稀硫酸、稀鹽酸,所選試劑為稀硫酸KMnO4溶液.實驗現象是稀硫酸浸取爐渣所得的溶液使KMnO4溶液褪色.

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

2.按要求完成下列填空:
(1)0.36g水的物質的量為0.02mol;所含氫原子數為0.04NA
(2)在標準狀況下,2.2g CO2的體積是1.12L;
(3)2mol SO3和3mol SO2其分子數之比為2:3;相同狀況下(均為氣體)體積之比為2:3;氧原子數之比為1:1.
(4)將21.2g Na2CO3溶于水配成500mL 溶液,所得溶液的物質的量濃度是0.4mol/L;
(5)寫出NaHCO3在水溶液中的電離方程式:NaHCO3=Na++HCO3-
(6)寫出碳酸鈣與鹽酸溶液反應的離子方程式:CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2↑.

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

9.實驗題某同學需要配制1mol/L NaOH 100ml,其操作步驟可分解為以下幾步:
A.將稱好的NaOH放在燒杯中加水溶解,并用玻璃棒攪拌.
B.用適量的蒸餾水,分成三次洗滌燒杯和玻璃棒,將每次洗滌液都引流倒入容量瓶里.
C.將燒杯中的溶液小心地用玻璃棒引流入容量瓶.
D.檢查容量瓶口是否發生滴漏.
E.將蒸餾水直接加入容量瓶,至液面接近環形刻度線2cm~3cm.
F.蓋緊瓶塞,反復傾倒振蕩,搖勻溶液.
G.用膠頭滴管向容量瓶里逐滴滴入蒸餾水,至液面最低點恰好與環形刻度線相切.
據此填寫:
(1)正確的操作順序是ADCBEGF.(填序號)
(2)進行操作時,選用容量瓶的規格是(填序號)C.
A.50mL    B.90mL  C.100mL    D.150mL
(3)需要稱取的NaOH的質量為4.0g.
(4)如果在定容時仰視刻度線,配制的NaOH濃度將偏低.(填“偏高”、“偏低”或“無影響”).
(5)在容量瓶使用方法中,下列操作不正確的是(填序號)BCDF.
A.使用容量瓶前檢查它是否漏水
B.容量瓶在洗滌完后一定要干燥
C.將氫氧化鈉固體放在天平托盤的濾紙上,準確稱量并放入燒杯中溶解后,立即注入容量瓶中
D.將洗滌的溶液引流加完后,可用燒杯直接加水至刻度線
E.定容后塞好瓶塞,用食指頂住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶來回倒轉數次搖勻
F.可將配好的溶液貯存在容量瓶中.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

6.下列反應的熱效應與其它三項不相同的是(  )
A.氯化銨與Ba(OH)2•8H2O反應B.鈉與冷水反應
C.鋅片與稀硫酸反應D.鋁粉與三氧化二鐵的反應

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

7.在下列各說法中,正確的是(  )
A.△H>0表示放熱反應,△H>0表示吸熱反應
B.熱化學方程式中的化學計量數只表示物質的量,可以是分數
C.1 mol H2SO4與1 mol Ba(OH)2反應生成BaSO4沉淀時放出的熱量叫做中和熱
D.1 mol H2與0.5 mol O2反應放出的熱就是H2的燃燒熱

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同步練習冊答案
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