Question

【題目】現有一種制取銅和其他產物的新工藝，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：

注：反應Ⅱ的離子方程式為Cu2++CuS+4Cl﹣=2[CuCl2]﹣+S

請回答下列問題：

（1）傳統工藝制銅是將銅礦砂與空氣在高溫下煅燒，使這種方法的缺點是要消耗大量的熱能以及____________________________（完成合理的一種即可）。

（2）為使反應Ⅰ中充分進行，工業可采取的措施是_________（完成合理的一種即可），反應Ⅰ的產物為（填化學式） ___________________。

（3）反應Ⅲ的離子方程式為______________________________________，一定溫度下，在反應Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸銅晶體，其可能的原因是____________________________。

（4）工業上煉鋼時，為了降低含碳量，可將鐵紅投入熔融的生鐵（含碳量大于2%的鐵碳合金）中，該過程中主要反應的化學方程式是___________________________________。

（5）某硫酸廠為測定反應Ⅳ所得氣體中SO2的體積分數，取560mL（已折算成標準狀況）氣體樣品與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應后，用濃度為0.02000molL﹣1的K2Cr2O7標準溶液滴定至終點，消耗K2Cr2O7溶液50.00mL。

已知Cr2O72﹣+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O（未配平）

①SO2通入Fe2(SO4)3溶液，發生反應的離子方程式為 ____________________________ 。

②反應Ⅳ所得氣體中SO2的體積分數為_________________ 。

Answer 1

【答案】SO2會導致大氣污染 粉碎固體 FeS2、CuS 4CuCl2﹣+O2+4H+═4Cu2++8Cl﹣+2H2O 該溫度下，硫酸銅的溶解度小于氯化銅 3C+Fe2O32Fe+3CO↑ SO2 + 2Fe3++ 2H2O＝SO42-+ 2Fe2++ 4H+ 12.00%

【解析】

FeCuS2經反應Ⅰ轉化為FeS2、CuS。反應Ⅱ的離子方程式為Cu2++CuS+4Cl﹣=2[CuCl2]﹣+S，FeS2、CuS經反應Ⅱ轉化為FeS2、S、Na[CuCl2]、HCl。過濾分別得到濾液Na[CuCl2]、HCl，濾渣FeS2、S。Na[CuCl2] 經反應Ⅲ氧氣氧化[CuCl2]﹣離子，轉化成CuCl2。CuCl2溶液中加入稀硫酸，析出硫酸銅晶體。CuSO4溶液可置換或者電解得到單質銅。FeS2經反應Ⅳ氧氣氧化得到Fe2O3和SO2。Fe2O3與過量碳反應生成鐵和一氧化碳，制得鋼。SO2可以氧化并與水反應生成硫酸。

（1）FeCuS2在高溫下煅燒，會要消耗大量的熱能，其次生成的SO2會導致大氣污染；

（2）為使反應Ⅰ中充分進行，工業可采取的措施是粉碎固體。根據黃銅礦中元素的化合價、單質S的化學性質以及反應Ⅱ的離子方程式可知，反應Ⅰ的產物為FeS2、CuS；

（3）反應Ⅲ是氧氣氧化[CuCl2]﹣離子，所以該反應的離子方程式為4CuCl2﹣+O2+4H+═4Cu2++8Cl﹣+2H2O。由于該溫度下，硫酸銅的溶解度小于氯化銅，所以會析出硫酸銅晶體；

（4）工業上煉鋼時，為了降低含碳量，可將鐵紅投入熔融的生鐵中，因為碳過量，故生成一氧化碳，該過程中主要反應的化學方程式是：3C+Fe2O32Fe+3CO↑；

（5）①硫酸鐵能氧化SO2生成硫酸，則SO2通入Fe2(SO4)3溶液，發生反應的離子方程式為SO2 + 2Fe3++ 2H2O＝SO42-+ 2Fe2++ 4H+；

②560mL（標準狀況）氣體樣品物質的量為=0.025mol，消耗K2Cr2O7的物質的量是.02000molL﹣1×0.05L＝0.001mol，則根據電子電子守恒可知，亞鐵離子的物質的量是0.001mol×6＝0.006mol，所以根據方程式可知，SO2的物質的量是0.006mol÷2＝0.003mol，因此反應Ⅳ所得氣體中SO2的體積分數為。