工业上以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料制备金属铜.有如下两种工艺.I.火法熔炼工艺:将处理过的黄铜矿加人石英.再通人空气进行焙烧.即可制得粗铜.(1)焙烧的总反应式可表示为:2CuFeS2 + 2SiO2+5O2＝2Cu+2FeSi03+4SO2该反应的氧化剂是 .(2)下列处理SO2的方法.不合理的是 A．高空排放 B．用纯碱溶液吸收制� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

工业上以黄铜矿(主要成分CuFeS₂)为原料制备金属铜，有如下两种工艺。
I.火法熔炼工艺:将处理过的黄铜矿加人石英，再通人空气进行焙烧，即可制得粗铜。
（1）焙烧的总反应式可表示为：2CuFeS₂ + 2SiO₂+5O₂＝2Cu+2FeSi0₃+4SO₂该反应的氧化剂是_____。
（2）下列处理SO₂的方法，不合理的是_____

A．高空排放

B．用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠

C．用氨水吸收后，再经氧化制备硫酸铵

D．用BaCl₂溶液吸收制备BaSO₃

（3）炉渣主要成分有FeO 、Fe₂O₃、SiO₂ ,Al₂O₃等，为得到Fe₂O₃加盐酸溶解后，后续处理过程中,未涉及到的操作有_____。
A过滤；B加过量NaOH溶液；C蒸发结晶；D灼烧；E加氧化剂
II.FeCl₃溶液浸取工艺:其生产流程如下图所示

（4）浸出过程中，CuFeS₂与FeCl₃溶液反应的离子方程式为 _____________。
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质是_____(填化学式)。
（6）若用石墨电极电解滤液，写出阳极的电极反式_____________。
（7）黄铜矿中含少量Pb,调节C1^一浓度可控制滤液中Pb²⁺的浓度，当c(C1^一)＝2mo1·L^-1时溶液中Pb²⁺物质的量浓度为__mol·L^-1。[已知K_SP(PbCl₂)＝1 x 10^一5]

（15分）（1）CuFeS₂、O₂（各1分，共2分）
（2）A、D（答对1个给1分，答错不给分，共2分）
（3）C（2分）
（4）CuFeS₂+4Fe³⁺＝Cu²⁺+5Fe²⁺+S（没配平扣1分，共3分）
（5）FeCl₃　（2分）
（6）Fe²⁺－e^－＝Fe³⁺　（2分）
（7）2.5×10^－6（2分）

解析试题分析：（1）根据方程式2CuFeS₂ + 2SiO₂+5O₂＝2Cu+2FeSiO₃+4SO₂可知，在反应中铁硫元素的化合价从－2价升高到+4价，失去电子，因此CuFeS₂是还原剂；氧气中氧元素的化合价从0价降低到－2价，铜元素的化合价从＋2价降低到0价，因此该反应的氧化剂是CuFeS₂、O₂。
（2）A.SO₂是大气污染物，不能随意排放，A不正确；B.用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠，可以防止污染，B正确；C.用氨水吸收后，再经氧化制备硫酸铵，也可以防止污染，C正确；D.SO2不能溶于氯化钡溶液中，因此用BaCl₂溶液吸收制备BaSO₃是不可能的，D不正确，答案选AD。
（3）炉渣主要成分有FeO 、Fe₂O₃、SiO₂ ,Al₂O₃等，为得到Fe₂O₃加盐酸溶解后，需要过滤出二氧化硅。然后加入氧化剂将溶液中的亚铁离子氧化生成铁离子，再加入过量的氢氧化钠溶液后生成氢氧化铁沉淀，过滤、洗涤灼烧即得到氧化铁，因此后续处理过程中,未涉及到的操作有蒸发结晶，答案选C。
（4）过滤得到的滤纸中含有硫单质，这说明CuFeS₂与FeCl₃溶液发生的是氧化还原反应，铁离子将硫离子氧化，因此反应的离子方程式为CuFeS₂+4Fe³⁺＝Cu²⁺+5Fe²⁺+S。
（5）电解时产生的电解液又可以与黄铜矿反应，因此该工艺流程中，可以循环利用的物质是FeCl₃。
（6）电解池中阳极失去电子，因此若用石墨电极电解滤液，则亚铁离子在阳极失去电子，所以阳极的电极反式Fe²⁺－e^－＝Fe³⁺。
（7）已知K_SP(PbCl₂)＝1×10^一5，因此当溶液中c(C1^一)＝2mo1·L^-1时溶液中Pb²⁺物质的量浓度为＝2.5×10^－6mol·L^-1。
考点：考查氧化还原反应判断、二氧化硫尾气处理、化学实验基本操作以及电化学原理的应用与计算

练习册系列答案

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短周期主族元素A、B、C、D、E在元素周期表中的位置如下图所示，其中A为地壳中含量最高的金属元素。

请用化学用语回答下列问题：
（1）D元素在周期表中的位置：
（2）A、D 、E元素简单离子半径由大到小的顺序为_____＞______ ＞______ (填微粒符号 )
（3）F与D同主族且相邻，其气态氢化物稳定性的大小       ＞        （填微粒符号）
（4）用高能射线照射含有10电子的D元素氢化物分子时，一个分子能释放一个电子，同时产生一种具有较高氧化性的阳离子，试写出该阳离子的电子式             ，该阳离子中存在的化学键有                   。
（5）C元素的简单氢化物与E元素的最高价氧化物的水化物反应，生成化合物K，则K的水溶液显_____性（填“酸性”、“碱性”或“中性”），用离子方程式表示其原因                ．
（6）化合物AC导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。其中制备AC的一种方法为：用A元素的氧化物、焦炭和C的单质在1600 ~ 1750℃生成AC，每生成1 mol AC，消耗18 g碳，吸收b kJ的热量。（热量数据为25℃、101．3 kPa条件下）写出该反应的热化学方程式                             。
（7）在Fe和Cu的混合物中加入一定量C的最高价氧化物的水化物稀溶液，充分反应后，剩余金属m₁ g；再向其中加入稀硫酸，充分反应后，金属剩余 m₂ g 。下列说法正确的是          。
a．加入稀硫酸前和加入稀硫酸后的溶液中肯定都有Cu²⁺
b．加入稀硫酸前和加入稀硫酸后的溶液中肯定都有Fe²⁺
c．m₁一定大于m₂
d．剩余固体m₁g 中一定有单质铜，剩余固体m₂g 中一定没有单质铜

工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：

完成下列填空：
(1)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂)，写出A、B的化学式。
A______________　B____________。
(2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为：
取样、__________、沉淀、__________、__________、冷却结晶、__________、烘干。
(3)工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是__________________。
碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是______________________．
(4)碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是______________(填写化学式)，检验这一成分的阴离子的具体方法是：______________________。
(5)氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为：____________________________。
(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：__________(注明你的表达式中所用的有关符号的含义)。

铜是重要的金属材料。
(1)工业上可用Cu₂S和O₂反应制取粗铜，该反应中氧化剂为________。电解粗铜制取精铜，电解时，阳极材料是________，电解液中必须含有的阳离子是________。
(2)在100 mL 18 mol·L^－1浓硫酸中加入过量的铜片，加热使之充分反应，反应中被还原的H₂SO₄为________mol。
(3)电子工业曾用质量分数为30%的FeCl₃溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板制印刷电路板，为了从使用过的废腐蚀液中回收铜，并重新得到FeCl₃溶液，设计如下实验流程。

上述流程中，所加试剂的化学式为：X________，Y________，Z________；第⑥步反应的离子方程式为
___________________________________________________。

铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式。

（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应负极反应。
（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu²^＋、Fe³^＋和Fe²^＋的浓度均为
0.10mol·L^－1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl₂溶液中Fe³^＋和Fe²^＋的实验步骤。

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe³^＋ Fe²^＋ Cu²^＋	1.9 7.0 4.7	3.2 9.0 6.7
提供的药品：Cl₂ 浓H₂SO₄ NaOH溶液 CuO Cu

（4）某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。
有关反应的化学方程式
劣质不锈钢腐蚀的实验现象

I “套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另外一个玻璃仪器中，经组装来完成原来需要更多仪器进行的实验。因其具有许多优点，被广泛应用于化学实验中，如图实验为“套管实验”，小试管内塞有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球。请观察实验装置，分析实验原理，回答下列问题：

（1）该实验的目的是_____________________
（2）实验开始前微热试管，说明装置不漏气的现象是
（3）一段时间后结束实验，待装置冷却，取出小试管中固体溶于水，然后滴加1mol/L盐酸，产生CO₂的量与盐酸的量的关系如图所示。其中合理的是________________

II燃料电池是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电池。氢气、烃、肼、甲醇等液体或气体，均可以作燃料电池的燃料。请回答下列问题：
（1）以甲烷和氧气为原料，氢氧化钠溶液为电解质溶液构成电池。写出其正极反应式
（2）以上述电池为电源，石墨为电极电解1L0. 1mol/L的氯化钾溶液。回答下列问题：
写出电解总反应的离子方程式

（3）室温时，电解一段时间后，取25mL上述电解后溶液，滴加0.2mol/L醋酸，加入醋酸的体积与溶液的pH的关系如图所示（不考虑能量损失和气体溶于水，溶液体积变化忽略不计）
①计算消耗标准状况下甲烷        mL
②若图中的B点pH=7，则酸碱恰好完全反应的点在       区间（填“AB”、“BC”或“CD”）
③AB区间溶液中各离子浓度大小关系中可能正确的是
A． c(K⁺)＞c(OH^－)＞c (CH₃COO^－) ＞c(H⁺)
B． c(K⁺)＞c(CH₃COO^－)＞c(OH^－) ＞c(H⁺)
C． c(K⁺)＞c(CH₃COO^－)=c(OH^－) ＞c(H⁺)

二甲醚(CH₃OCH₃)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H₂、CO和少量的CO₂)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
(ⅰ)CO(g)＋2H₂(g)=CH₃OH(g)    ΔH₁＝－90.1 kJ·mol^－1
(ⅱ)CO₂(g)＋3H₂(g)=CH₃OH(g)＋H₂O(g)    ΔH₂＝－49.0 kJ·mol^－1
水煤气变换反应：
(ⅲ)CO(g)＋H₂O(g)=CO₂(g)＋H₂(g)   ΔH₃＝－41.1 kJ·mol^－¹
二甲醚合成反应：
(ⅳ)2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)    ΔH₄＝－24.5 kJ·mol^－1
回答下列问题：
(1)Al₂O₃是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al₂O₃的主要工艺流程是____________________________________________(以化学方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反应(ⅳ)对于CO转化率的影响
________________________________________________________________________。
(3)有研究者在催化剂(含CuZnAlO和Al₂O₃)、压强为5.0 MPa的条件下，由H₂和CO直接制备二甲醚，结果如图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_________________________________________________。

(4)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg^－1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为__________
_____________________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________________个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E＝_______________(列式计算。能量密度＝电池输出电能/燃料质量，1 kW·h＝3.6×10⁶ J)。

某化学兴趣小组按照下列流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。

（1）镁铝合金中加NaOH溶液的离子反应方程式为       ，画出金属X的原子结构示意图       ，固体A的化学式为       ；
（2）写出硫酸铝在水中的电离方程式        ，操作②包含的步骤有蒸发浓缩、       、过滤、干燥。
（3）该兴趣小组为测定镁铝合金中各组成的质量分数，设计如图装置，则需要测定的数据有           　、            。

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