题目内容
【题目】黄铜矿(CuFeS2)是冶炼铜及制备铁氧化物的重要矿藏,常含有微量金、银等。下图是以黄铜矿为主要原料生产铜、铁红(氧化铁)颜料的工艺流程图:
(1)CuCl难溶于水,但可与过量Cl-反应生成可溶于水的[CuCl2]-,该反应的离子方程式为________________________________。
(2)有大量Cl-存在时,Na2SO3可将CuCl2还原成[CuCl2]-,因此Na2SO3要缓慢滴入到溶液中的原因是_______________________________。
(3)反应IV中,属于非氧化还原反应的是反应_______________________。
(4)已知反应V中Cu+发生自身氧化还原反应,歧化为Cu2+和Cu,由此可推知溶液A中的溶质为________________(填化学式)。
(5)在酸性、有氧条件下,一种叫做Thibacillus ferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐,该过程中发生反应的离子方程式为_____________________________。
(6)将一定量铁红溶于160 mL 5 mol·L-1盐酸中,再加入足量铁粉,待反应结束后共收集气体2.24L(标准状况下),经检测,溶液中无Fe3+,则参加反应的铁粉的质量为_____________g。
【答案】 Cl-+CuCl=[CuCl2]- 如果加入过快,部分SO32-会与生成的H+作用生成SO2导致原料损耗 Ⅱ、Ⅳ CuCl2、NaCl 4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O 11.2
【解析】氯化铁具有氧化性,能氧化黄铜矿,根据产物知反应I为CuFeS2+3Fe3++Cl-=4Fe2++CuCl↓+2S↓,然后过滤得到固体CuCl和S和滤液,向滤液中加入碳酸钠发生反应II,发生的离子反应方程式为Fe2++CO32-=FeCO3↓,过滤得到FeCO3,在空气中灼烧FeCO3得到氧化铁,反应III为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2;向CuCl、S的混合物中加入NaCl溶液,发生反应IV为Cl-+CuCl=[CuCl2]-,过滤得到Na[CuCl2],再加入水发生反应V生成Cu和溶液A,Cu+在反应V中发生自身氧化还原反应,歧化为Cu2+和Cu,则A为CuCl2、NaCl。
(1)CuCl难溶于水,但可与过量Cl-反应生成可溶于水的[CuCl2]-,该反应离子方程式为Cl-+CuCl=[CuCl2]-,故答案为:Cl-+CuCl=[CuCl2]-;
(2)有大量Cl-存在时,Na2SO3可将CuCl2还原成[CuCl2]-,如果加入过快,部分SO32-会与生成的H+作用生成SO2导致原料损耗,因此Na2SO3要缓慢滴入到溶液中,故答案为:如果加入过快,部分SO32-会与生成的H+作用生成SO2导致原料损耗;
(3)根据上述分析,这些反应中只有Ⅱ和Ⅳ为非氧化还原反应,故答案为:Ⅱ、Ⅳ;
(4)根据上述分析,反应Ⅴ为Na[CuCl2]和H2O的反应,生成物是Cu、NaCl和CuCl2,所得的溶液A中的溶质是CuCl2、NaCl,故答案为:CuCl2、NaCl;
(5)在酸性溶液中利用氧气可以将黄铜矿氧化成硫酸盐,则应有硫酸参加反应,且生成硫酸铜,硫酸铁和水,反应的方程式为4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O,离子反应方程式为:4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O,
故答案为:4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O;
(6)氢气的物质的量为=0.1mol,
Fe~~~~2HCl~~~H2,
0.1mol 0.2mol 0.1mol
根据氯原子守恒,所以氯化铁的物质的量为×(0.16L×5mol/L-0.2mol)=0.2mol,
Fe~~~2FeCl3
0.1mol 0.2mol
所以参加反应的铁粉的质量为(0.1mol+0.1mol)×56g/mol=11.2g,故答案为:11.2g。
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【题目】“C化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义
(1)一定温度下,在两个容积均为2L的密闭容器中,分别发生反应:CO2 (g)+3H2(g)CH3OH g)+H2O(g)△H=﹣49.0kJ/mol.
相关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1mol CO2(g)和3mol H2(g) | 1mol CH3OH(g)和1mol H2O(g) |
平衡时c(CH3OH) | c1 | c2 |
平衡时转化率 | a | b |
平衡时能量变化 | 放出29.4kJ | 吸收 c kJ |
请回答:
①c1__c2(填“>”、“<”或“=”);c=__kJ.
②同温同体积甲、乙达平衡时:a+b=_____,若甲、乙为体积相同的绝热容器,达平衡时a+b__________
(2)压强为p1时,向体积为1L的密闭容器中充入b mol CO 和2b mol H2,发生反应CO (g)+2H2(g)CH3OH(g).平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示.请回答:该反应属于__(填“吸热”或“放热”)反应;p1 __p2(填“>”、“<”或“=”)
(3)一定条件下,治理汽车尾气的反应是2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△H<0.在恒温容的密闭容器中通入n(NO):n(CO)=1:2的混合气体,发生上述反应.下列图象正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是__(选填字母).