题目内容

15．下面是某课外小组从初选后的方铅矿【主要成分PbS，含少量黄铜矿（CuFeS2）中提取硫磺、铜、铅的工艺流程：

已知：CuFeS2+4FeCl3=2S+5FeCl2+CuCl2  PbS+2FeCl3=S+PbCl2+2FeCl2
（1）黄铜矿（　CuFeS2　）中Fe元素的化合价为+2，提高方铅矿酸浸效率的措施有搅拌，适当提高酸的浓度，加热，将矿石粉碎，延长浸取时间等．（写出两种方法即可）
（2）过滤过程中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；单质A是S，在此工艺操作中可循环利用的物质有铅和盐酸和氯化铁溶液．
（3）在酸性的FeCl2溶液中加入H2O2溶液，其反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
（4）PbSO4与PbS加热条件下反应的化学方程式为PbSO4+PbS$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Pb+2SO2↑．
将沉淀PbSO4与足量的碳酸钠溶液混合，沉淀可转化可转化为PbCO3，写出该反应的平衡常数表达式：K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$．（已知Ksp（PbSO4）=1.6×10-5，Ksp（PbCO3）=3.3×10-14）
（5）铅蓄电池的电极材料分别是Pb和PbO2，电解质溶液为硫酸．铅蓄电池充放电的总反应方程式为：PbO2+Pb+2H2SO4$?_{充电}^{放电}$2PbHO4+2H2O，充电时，铅蓄电池阳极的电极反应式为PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+．

分析 方铅矿中加入氯化铁溶液酸浸，发生氧化还原反应生成S，过滤液A含有FeCl2、CuCl2以及PbCl2等，加入适量Pb粉可置换出铜，滤液B中含有FeCl2、PbCl2等，经冷水冷却，过滤可得到PbCl2晶体，加入适量硫酸可生成盐酸和硫酸铅，其中盐酸和循环使用，硫酸铅中加入PbS发生氧化还原反应生成Pb和二氧化硫气体，FeCl2溶液中加入过氧化氢，发生氧化还原反应生成FeCl3，可循环使用，以此解答该题．

解答 解：方铅矿中加入氯化铁溶液酸浸，发生氧化还原反应生成S，过滤液A含有FeCl2、CuCl2以及PbCl2等，加入适量Pb粉可置换出铜，滤液B中含有FeCl2、PbCl2等，经冷水冷却，过滤可得到PbCl2晶体，加入适量硫酸可生成盐酸和硫酸铅，其中盐酸和循环使用，硫酸铅中加入PbS发生氧化还原反应生成Pb和二氧化硫气体，FeCl2溶液中加入过氧化氢，发生氧化还原反应生成FeCl3，可循环使用，
（1）CuFeS2中Cu为+2价，S为-2价，则Fe元素的化合价为+2价，方铅矿酸浸为固体和溶液的反应，为提高反应的速率，可加热、增大溶液浓度、增大固体的接触面积或搅拌等，故答案为：+2；搅拌，适当提高酸的浓度，加热，将矿石粉碎，延长浸取时间等；
（2）过滤过程中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，由以上分析可知单质A是S，在此工艺操作中可循环利用的物质有铅和盐酸、氯化铁溶液，
故答案为：漏斗；S；盐酸和氯化铁溶液；
（3）FeCl2溶液中加入过氧化氢，发生氧化还原反应生成FeCl3，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（4）硫酸铅中加入PbS发生氧化还原反应生成Pb和二氧化硫气体，反应的化学方程式为PbSO4+PbS$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Pb+2SO2↑，PbSO4转化为PbCO3反应的平衡常数表达式K=$\frac{c（B{a}^{2+}）．c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（B{a}^{2+}）．c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$，
故答案为：PbSO4+PbS$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Pb+2SO2↑；$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$；
（5）充电时，阳极上PbSO4失电子发生氧化反应，电极反应式为PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+，故答案为：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+．

点评 本题考查混合物的分离和提纯和原电池及电解池原理，为高考高频点，侧重考查学生分析、推断、知识运用能力，明确流程图中各个步骤发生的反应、操作方法、存在的物质等知识点即可解答，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
12．在容积为10L的密闭容器中通入一定量的SO2和O2，450℃时发生反应：2SO2+O2?2SO3（正反应放热），SO2和O2的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示．请回答下列问题：
（1）0～4min的平均反应速率v（SO2）=0.03mol•L-1•min-1．
（2）在其他条件不变，7min时分别改变下列条件，将改变条件的瞬间正反应速率的变化情况（“增大”、“减小”或“不变”）填入表空格内：
改变的条件v正v逆
①减小SO2的浓度减小不变
②减小SO3的浓度不变减小
③缩小容器的体积增大增大
④加入V2O5作催化剂增大增大
13．下列关于元素的叙述正确的是（　　）
A．金属元素与非金属元素能形成共价化合物
B．只有在原子中，质子数与核外电子数相等
C．目前使用的元素周期表中，最长的周期含有36种元素
D．氧和臭氧互为同位素
3．甲烷化技术是煤制天然气最核心、最关键的技术．CO加氢合成甲烷属于多相催化平衡反应，催化剂一般为镶催化剂（工作温度400K-800K），主反应式：
CO（g）+3H2（g）=CH4（g）+H2O（g）△H=-206kJ/mol  （1）
CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）△H=-165kJ/mol  （2）
（1）煤经过气化、变换、净化得到的合成气中一般含有H2、CO、CO2、H2O和惰性气体．
①请写出H2O（g）与CO反应的热化学反应方程式CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol．（该反应编号为“（3）”）．
②若主反应（1）（2）的平衡常数450K时分别为K1、K2，则与“H2O与CO反应的平衡常数K3（同温度）”的数量关系为$\frac{K{\;}_{1}}{K{\;}_{2}}$．
（2）在体积不变的容器中，进行甲烷化反应，若温度升高，CO和H2的转化率都降低（填“降低”、“升高”或“不变”），但数据显示CO转化率变化更为显著，主要原因是 CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol温度升高，平衡向逆方向移动，进一步消耗了氢气而生成了CO，使CO转化率更低．
（3）当温度在800K以上时，平衡体系中还会有下列2个副反应：
2CO（g）=C（g）+CO2（g）△H=-171kJ/mol （快反应） （4）
C（s）+2H2（g）=CH4（g）△H=-73kJ/mol（慢反应）  （5）
甲烷化反应容器就会出现碳固体结块现象，热量传递不好而使催化剂烧结，失去催化作用．
（4）甲烷化反应容器主副反应（1）至（5），其平衡常数K的对数lnK与温度关系如图：写出图中曲线A、B所对应的反应方程式编号（1）（3）．
10．实验室用溴化钠、浓硫酸和醇制备溴乙烷（CH3CH2Br）和1-溴丁烷（CH3CH2CH2CH2Br）的反应原理如下：
NaBr+H2SO4→HBr+NaHSO4
CH3CH2OH+HBr?CH3CH2Br+H2O
CH3CH2CH2CH2OH+HBr?CH3CH2CH2CH2Br+H2O
可能存在的副反应有：醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚，Br-被浓硫酸氧化为Br2等．有关数据列表如下：
  乙醇 溴乙烷 正丁醇 1-溴丁烷
 密度/g•cm-3 0.7893 1.4604 0.8098 1.2758
 沸点/℃ 78.5 38.4 117.2 101.6
请回答下列问题：
（1）溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中，下列仪器最不可能用到的是d．（填字母）
a．圆底烧瓶    b．量筒   c．温度计   d．普通漏斗
（2）制备实验中常采用80%的硫酸而不用98%的浓硫酸，其主要原因是减少副产物烯和醚的生成，防止溴离子被浓硫酸氧化为溴单质．
（3）在制备溴乙烷时，采用边反应边蒸出产物的方法，这样有利于平衡向生成溴乙烷的方向移动，但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物，其原因是1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差不大，正丁醇会随1-溴丁烷同时蒸出
（4）将制得的1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中，依次加入NaHSO3溶液和水，振荡、静置后，1-溴丁烷在下层（“上层”“下层”或“不分层”）加入NaHSO3溶液的目的是除去产物中杂质溴
（5）将实验（4）所得1-溴丁烷粗产品干燥后，进行蒸馏操作，即可得到纯净的1-溴丁烷．
（6）某实验小组在制取1-溴丁烷的实验中所取1-丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）7.4g、NaBr13.0g，最终制得1-溴丁烷9.6g，则1-溴丁烷的产率是70%（保留2位有效数字）
20．已知反应X（g）+Y（g）?R（g）+Q（g）的平衡常数与温度的关系如表．830℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反应初始4 s内${\;}_{v}^{+}$（X）=0.005mol/（L•s）．下列说法正确的是（　　）
温度/℃70080083010001200
平衡常数1.71.11.00.60.4
A．4 s时容器内c（Y）=0.76 mol/L
B．830℃达平衡时，X的转化率为80%
C．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动
D．1200℃时反应R（g）+Q（g）?X（g）+Y（g）的平衡常数K=0.4
7．海洋是一座巨大的化学资源宝库，海水中蕴含80多种元素．若把海水淡化和化工生产结合起来，既能解决淡水资源缺乏的问题，又能从海水中提取多种化工原料．某工厂对海水资源的综合利用工艺流程图如下：

（1）工业上粗盐的精制是为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-及泥沙，可将粗盐溶于水．然后进行下列五项操作：①过滤；②加过量的NaOH溶液；③加适量的盐酸；④加过量的Na2CO3溶液；⑤加过量的BaCL2溶液．
正确的操作顺序是C．
    A．①④②⑤③B．④⑤②①③C．②⑤④①③D．⑤④①②③
（2）氯碱工业生产的Cl2通入石灰乳中制取漂白粉的化学方程式是2Ca（OH）2+2Cl2=Ca（ClO）2+CaCl2+2H2O，漂白粉久置空气中会变质，写出漂白粉与空气中水和二氧化碳反应的化学方程式Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO．
（3）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，其目的是富集溴元素．步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达99%，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中还应解决的问题是强酸对设备的腐蚀．
（4）采用“空气吹出法”从浓海水吹出Br2，并用纯碱吸收，纯碱溶液吸收溴的主要反应是Br2+Na2CO3+H2O→NaBr+NaBrO3+NaHCO3（未配平），当吸收10molBr2时，转移电子的物质的量为$\frac{50}{3}$mol．
（5）在制取无水氯化镁时需要在干燥的HCl气流中加热MgCl2•6H2O的原因在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl2•6H2O受热产生的水汽，故能得到无水MgCl2，采用石墨做阳极，不锈钢做阴极电解熔融的氯化镁时，阳极的电极反应式2Cl--2e-=Cl2↑．
4．纳米氧化铝在陶瓷、电子、生物医药等方面有广泛的用途，它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到[已知：硫酸铝铵晶体的化学式为Al2（NH4）2（SO4）4•24H2O，相对分子质量为906]．制备硫酸铝铵晶体的实验流程如下：
（1）H2O2氧化FeSO4的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
（2）加入氨水的目的是Fe3+使转化为Fe（OH）3，其化学反应方程式为Fe2（SO4）3+6NH3•H2O=2Fe（OH）3↓+3（NH4）2SO4．
（3）若要保证产品的纯度，必须检验加入氨水后杂质是否除尽？其实验操作是：用试管取少量洗涤液，加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则说明滤渣已洗净．
（4）上述流程中，“分离”所包含的操作依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；请完成硫酸铝铵晶体高温分解的化学
方程式：2Al2（NH4）2（SO4）4•24H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Al2O3+4NH3↑+8SO3↑+26H2O．
（5）取4.53g 硫酸铝铵晶体加热分解，最终剩余0.51g Al2O3固体．加热过程中，固体质量随温度的变化如图所示．请计算确定400℃时（硫酸铵未分解）剩余固体成分的化学式为（NH4）2Al2（SO4）4•H2O（不必写出计算过程）．
5．下列说法中，不符合ⅦA元素性质特征的是（　　）
A．ⅦA族元素形成的单质的熔点随元素原子序数增大而升高
B．ⅦA族元素易形成-1价离子
C．最高价氧化物的水化物显酸性
D．从上到下气态氢化物的稳定性依次增强

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网