题目内容

3.铜是一种重要的有色金属,近些年来铜的用途越来越广泛.铜矿有辉铜矿(主要成分为Cu2S)、斑铜矿(主要成分为Cu5FeS4)、蓝铜矿[主要成分为Cu2(OH)2CO3]及黄铜矿(主要成分为CuFeS2)等.
(1)下列四种化合物中含铜量最高的是a(填序号).
   a.Cu2S   b.Cu5FeS4    c.Cu2(OH)2CO3    d.CuFeS2
(2)2014年国精炼铜产量796万吨,若全部由含Cu2S质量分数为32%的铜矿冶炼得到,则需该铜矿的质量为3109.4万吨(保留一位小数).
(3)为了充分利用铜资源,某工厂拟用黄铜灰(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3、SiO2等)制取金属铜,并可得副产物锌盐,其生产流程如图:
回答下列问题:
①滤渣1的主要成分为Cu.
②滤液1加入Zn粉主要被还原的阳离子有Cu2+、Fe2+、H+(写离子符号).
③滤渣1及滤渣2需再进行焙烧,其原因是便于除去铜块内部包裹的锌等杂质;用浓硫酸二次浸取可能产生的有毒气体是SO2,净化的方法是用氨水吸收.
④除铁时,先加入稀硫酸及过氧化氢溶液将铁氧化为Fe3+,再调节pH,使铁形成Fe(OH)3沉淀除去.
⑤电解时,阴极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu.电解后剩余电解液可循环利用,其方式是加入ZnO中和后与滤液2合并制备ZnSO4•7H2O.

分析 (1)含铜量=$\frac{所有铜的相对原子质量}{物质的含铜量}$;
(2)根据化学式Cu2S计算铜元素的质量分数,并计算一定质量的Cu2S物质中铜元素的质量,物质中某元素的质量分数,就是该元素的质量与组成物质的元素总质量之比;
(3)黄铜灰中加入稀硫酸,稀硫酸可Zn、CuO、ZnO、FeO、Fe2O3反应,滤渣1为铜和少量的SiO2,滤液1主要含有Zn2+、Cu2+、Fe2+、H+,加入锌粉,锌粉可与Cu2+、Fe2+、H+反应生成铜和铁单质,滤渣2主要为铜和铁单质和过量的锌,焙烧便于除去铜块内部包裹的锌等杂质,浓硫酸与铜反应生成硫酸铜和二氧化硫,二氧化硫可用氨水吸收;电解硫酸铜溶液可得到铜单质,锌离子在溶液不放电,加入ZnO中和后与滤液2合并制备ZnSO4•7H2O.

解答 解:(1)a.Cu2S中含铜量为$\frac{128}{160}$=0.8;b.Cu5FeS4中含铜量为$\frac{320}{504}$=0.63;c.Cu2(OH)2CO3中含铜量为$\frac{128}{221}$=0.58;d.CuFeS2中含铜量为$\frac{64}{184}$=0.35,故答案为:a;
(2)Cu2S中铜元素的质量分数=$\frac{64×2}{160}$×100%=80%;则X吨含Cu2S 32%的铜矿石中含铜元素质量=Xt×80%×32%=796万t
解得X=3109.4万吨,故答案为:3109.4;
(3)①滤渣1为铜和少量的SiO2,主要成分为Cu,故答案为:Cu;
②锌粉可与Cu2+、Fe2+、H+反应生成铜和铁单质,被还原的阳离子有Cu2+、Fe2+、H+,故答案为:Cu2+、Fe2+、H+
③焙烧便于除去铜块内部包裹的锌等杂质,浓硫酸与铜反应生成硫酸铜和二氧化硫,二氧化硫是酸性氧化物,可用氨水吸收,故答案为:便于除去铜块内部包裹的锌等杂质;SO2;用氨水吸收;
④氢氧化铁的溶解度比氢氧化亚铁小,将铁氧化为Fe3+,再调节pH,使铁形成Fe(OH)3沉淀除去,故答案为:调节pH;
⑤电解时,阴极得电子:Cu2++2e-=Cu;锌离子在溶液不放电,加入ZnO中和后与滤液2合并制备ZnSO4•7H2O,故答案为:Cu2++2e-=Cu;加入ZnO中和后与滤液2合并制备ZnSO4•7H2O.

点评 本题考查制备实验方案的设计,为高频考点,把握制备原理及实验流程中的反应、物质的性质等为解答的关键,侧重分析与实验、计算能力的综合考查,题目难度不大.

练习册系列答案
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8.某学生小组欲测定某NaOH溶液的浓度,其操作步骤如下:
①将酸式滴定管用蒸馏水洗净,用标准盐酸(0.1000mol/L)溶液润洗2遍,注入标准盐酸,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于“0”或“0”以下刻度;将锥形瓶用蒸馏水洗净后,也用该盐酸溶液润洗2遍;从酸式滴定管中放出20.00mL溶液到锥形瓶中.
②将碱式滴定管用蒸馏水洗净,用待测NaOH溶液润洗2遍,调节滴定管尖嘴部分充满溶液,并使液面处于“0”或“0”以下刻度.
③向锥形瓶中滴入酚酞作指示剂,进行滴定并用pH计记录pH变化.滴定至指示剂刚好变色,且并不马上恢复原来颜色为止,记录碱式滴定管液面读数.再继续滴定,并记录pH至无明显变化为止.
重复上述取样、滴定工作2次,记录每次实验所用碱溶液体积.
回答下列问题:
(1)图1中有2根滴定管,其中b(选填“a”、“b”)是酸式滴定管.
(2)滴定过程中,边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察a(选填“a”、“b”).
a.锥形瓶内溶液颜色的变化   b.滴定管内液面的变化
(3)该小组在步骤①中有一个明显的错误操作,由此造成测定结果偏高 (选填“偏高”、“偏低”或“无影响”).
(4)图2中该滴定过程的滴定曲线是下列的a(选填“a”、“b”).

(5)有关数据记录如下:
实验序号盐酸标准液体积(mL)所消耗氢氧化钠标准液的体积(mL)
滴定前滴定后
120.000.5020.70
220.002.0022.00
320.001.0020.80
则该小组计算得到NaOH溶液的物质的量浓度为0.10mol/L.

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