题目内容
【题目】现有一种制取铜和其他产物的新工艺,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:
注:反应Ⅱ的离子方程式为Cu2++CuS+4Cl﹣=2[CuCl2]﹣+S
请回答下列问题:
(1)传统工艺制铜是将铜矿砂与空气在高温下煅烧,使这种方法的缺点是要消耗大量的热能以及____________________________(完成合理的一种即可)。
(2)为使反应Ⅰ中充分进行,工业可采取的措施是_________(完成合理的一种即可),反应Ⅰ的产物为(填化学式) ___________________。
(3)反应Ⅲ的离子方程式为______________________________________,一定温度下,在反应Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸,可以析出硫酸铜晶体,其可能的原因是____________________________。
(4)工业上炼钢时,为了降低含碳量,可将铁红投入熔融的生铁(含碳量大于2%的铁碳合金)中,该过程中主要反应的化学方程式是___________________________________。
(5)某硫酸厂为测定反应Ⅳ所得气体中SO2的体积分数,取560mL(已折算成标准状况)气体样品与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为0.02000molL﹣1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,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,发生反应的离子方程式为 ____________________________ 。
②反应Ⅳ所得气体中SO2的体积分数为_________________ 。
【答案】SO2会导致大气污染 粉碎固体 FeS2、CuS 4CuCl2﹣+O2+4H+═4Cu2++8Cl﹣+2H2O 该温度下,硫酸铜的溶解度小于氯化铜 3C+Fe2O32Fe+3CO↑ SO2 + 2Fe3++ 2H2O=SO42-+ 2Fe2++ 4H+ 12.00%
【解析】
FeCuS2经反应Ⅰ转化为FeS2、CuS。反应Ⅱ的离子方程式为Cu2++CuS+4Cl﹣=2[CuCl2]﹣+S,FeS2、CuS经反应Ⅱ转化为FeS2、S、Na[CuCl2]、HCl。过滤分别得到滤液Na[CuCl2]、HCl,滤渣FeS2、S。Na[CuCl2] 经反应Ⅲ氧气氧化[CuCl2]﹣离子,转化成CuCl2。CuCl2溶液中加入稀硫酸,析出硫酸铜晶体。CuSO4溶液可置换或者电解得到单质铜。FeS2经反应Ⅳ氧气氧化得到Fe2O3和SO2。Fe2O3与过量碳反应生成铁和一氧化碳,制得钢。SO2可以氧化并与水反应生成硫酸。
(1)FeCuS2在高温下煅烧,会要消耗大量的热能,其次生成的SO2会导致大气污染;
(2)为使反应Ⅰ中充分进行,工业可采取的措施是粉碎固体。根据黄铜矿中元素的化合价、单质S的化学性质以及反应Ⅱ的离子方程式可知,反应Ⅰ的产物为FeS2、CuS;
(3)反应Ⅲ是氧气氧化[CuCl2]﹣离子,所以该反应的离子方程式为4CuCl2﹣+O2+4H+═4Cu2++8Cl﹣+2H2O。由于该温度下,硫酸铜的溶解度小于氯化铜,所以会析出硫酸铜晶体;
(4)工业上炼钢时,为了降低含碳量,可将铁红投入熔融的生铁中,因为碳过量,故生成一氧化碳,该过程中主要反应的化学方程式是:3C+Fe2O32Fe+3CO↑;
(5)①硫酸铁能氧化SO2生成硫酸,则SO2通入Fe2(SO4)3溶液,发生反应的离子方程式为SO2 + 2Fe3++ 2H2O=SO42-+ 2Fe2++ 4H+;
②560mL(标准状况)气体样品物质的量为=0.025mol,消耗K2Cr2O7的物质的量是.02000molL﹣1×0.05L=0.001mol,则根据电子电子守恒可知,亚铁离子的物质的量是0.001mol×6=0.006mol,所以根据方程式可知,SO2的物质的量是0.006mol÷2=0.003mol,因此反应Ⅳ所得气体中SO2的体积分数为。
【题目】下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑨在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
族 周期 | IA | 0 | ||||||
1 | ① | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | |
2 | ② | ③ | ④ | ⑤ | ||||
3 | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ |
(1)原子半径最小的元素是____(填元素名称),写出⑧的原子结构示意图______。
(2)最高价氧化物对应的水化物中,碱性最强的是___(用化学式回答,下同),酸性最强的是___。
(3)①与⑤形成的化合物中,化学键类型为_____。
(4)⑦与⑨形成的化合物的电子式为___,②与④形成的原子个数比为1:2的化合物的结构式为____。
(5)③、④、⑥的原子半径由大到小的顺序为_____(用元素符号回答)。
(6)为探究元素②和⑧的非金属性强弱,某同学设计了如图所示的装置进行实验(夹持仪器已略去,装置气密性良好)。请回答:
a.溶液B的作用是_______
b.若看到____现象,即可证明酸性_______(用化学式回答),则非金属性_______(用元素符号回答)。
c.上述实验中,能说明②和⑧非金属性强弱的化学方程式是_____________。