题目内容

【题目】铜是人类最早使用的金属，在生产生活中应用及其广泛。工业上以黄铜矿 (主要成分FeCuS2)为原料制取金属铜，其主要工艺流程如图所示。

已知：反应II的离子方程式：Cu2++CuS+4Cl-=2[CuCl2]-+S

回答下列问题：

（1）FeCuS2中S的化合价____。

（2）反应I在隔绝空气、高温煅烧条件下进行，写出化学方程式____。

（3）为了反应I充分进行，工业上可采取的措施是____。

（4）反应III的离子方程式为____。

（5）向反应III后的溶液中加入稀硫酸的目的是____。

（6）该流程中，可循环利用的物质除CuCl2外，还有___（填化学式）。

（7）反应IV中，处理尾气SO2的方法，合理的是_____

A．高空排放

B．用BaCl2溶液吸收制备BaSO3

C．用氨水吸收后，再经氧化，制备(NH4)2SO4

D．用纯碱溶液吸收可生成Na2SO3（H2CO3：Ka1=4.4×10-7，Ka2=4.7×10-11；H2SO3：Ka1=1.2×102，Ka2=5.6×108）

（8）CuCl悬浊液中加入Na2S，发生的反应为2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq)

该反应的平衡常数K=___[已知Ksp(CuCl)=a，Ksp(Cu2S)=b]

【答案】-2 FeCuS2+S高温煅烧FeS2+CuS 粉碎或搅拌 4[CuCl2]-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O 在相同条件下，CuSO4的溶解度低于其他物质，加入H2SO4，有利于其析出 S、H2SO4、HCl CD

【解析】

根据实验目的黄铜矿 (主要成分FeCuS2)为原料制取金属铜，结合个部分的反应关系和物质的性质回答相应的问题。（1）根据化合价代数和为零计算元素在化合物中的华合价。（2）根据氧化还原反应原理书写化学反应方程式；（3）根据影响化学反应速率的因素寻找加快速率的方法；根据沉淀溶解平衡和化学平衡常数的关系确定。

（1）根据化合价代数和为零的原则Fe为+2价，Cu为+2价，则FeCuS2中S的化合价-2。答案：-2。

（2）黄铜矿主要成分FeCuS2，反应I在隔绝空气、高温煅烧条件下进行，硫和FeCuS2发生反应生成FeS2和CuS，化学方程式为：FeCuS2+S FeS2+CuS。答案：FeCuS2+S FeS2+CuS。

（3）为了反应I充分进行，工业上可采取的措施是将矿石粉碎或充分搅拌，以增大接触面积，加快化学反应速率。答案：粉碎或搅拌。

（4）由反应II的离子方程式：Cu2++CuS+4Cl-=2[CuCl2]-+S，经过滤可知滤液中含有[CuCl2]-、H+等离子，通入空气后[CuCl2]-中的+1价铜被氧气氧化，所以反应III的离子方程式为4[CuCl2]-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O。答案：4[CuCl2]-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O。

（5）因为在相同条件下，CuSO4的溶解度低于其他物质，所以向反应III后的溶液中加入稀硫酸的目的是使CuSO4变成晶体析出。答案：在相同条件下，CuSO4的溶解度低于其他物质，加入H2SO4，有利于其析出。

（6）根据流程图分析可知；该流程中可循环利用的物质有CuCl2、S、H2SO4、HCl。答案：S、H2SO4、HCl。

（7）A.二氧化硫有毒,不能直接高空排放,否则会污染空气,应该用碱液吸收,故A错误;B.盐酸酸性大于亚硫酸,所以二氧化硫和BaCl2不反应,则不能用二氧化硫和氯化钡溶液制取BaSO3,故B错误;C.二氧化硫是酸性氧化物、一水合氨是碱,二者反应生成亚硫酸铵, 亚硫酸铵不稳定，易被氧化成硫酸铵，所以用氨水吸收后,再经氧化制备硫酸铵,故C正确的;D.二氧化硫和水反应生成的亚硫酸酸性大于碳酸,所以二氧化硫能和纯碱溶液反应生成亚硫酸钠,所以用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠是正确的，故D正确；答案：CD。

（8）CuCl悬浊液中加入Na2S，发生的反应为2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq),反应的平衡常数K=c2(Cl-)/c(S2-)=Ksp2(CuCl)/Ksp(Cu2S)=,答案：。

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电池

电解池

A

H+移向Pb电极

H+移向Pb电极

B

每消耗3molPb

生成2molAl2O3

C

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阳极：2Al+3H2O-6e—=Al2O3+6H+

D

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②某温度下，在体积固定的2L密闭容器中将1molCO和2molH2混合，使反应得到平衡，实验测得平衡时与起始时的气体压强比值为0 .7，则该反应的平衡常数为____（保留l位小数）。

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(4)利用电化学法处理工业尾气SO2的装置如图所示，写出Pt(2)电极反应式：______；当电路中转移0. 02 mol e-时（较浓H2SO4尚未排出），交换膜左侧溶液中约增加___ mol离子。

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