13.以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示:

Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS2,含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎
Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验
将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区,恒速搅拌,使矿粉溶解.在阴极区通入氧气,并加入少量催化剂.
Ⅲ.一段时间后,抽取阴极区溶液,向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应:2RH(有机相)+Cu2+(水相)?R2Cu(有机相)+2H+(水相)分离出有机相,向其中加入一定浓度的硫酸,使Cu2+得以再生.
Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜.
(1)黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应:
CuFeS2+4H+=Cu2++Fe2++2H2S    
2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+
①阳极区硫酸铁的主要作用是吸收硫化氢气体,防止环境污染.
②电解过程中,阳极区Fe3+的浓度基本保持不变,原因是Fe2+在阳极放电Fe2+-e-=Fe3+,又生成Fe3+
(2)阴极区,电极上开始时有大量气泡产生,后有固体析出,一段时间后固体溶解.写出上述现象对应的反应式2H++2e-=H2↑、Cu2++2e-=Cu、2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O;.
(3)若在实验室进行步骤Ⅲ,分离有机相和水相的主要实验仪器是分液漏斗;加入有机萃取剂的目的是富集Cu2+,分离Cu2+与其它金属阳离子.
(4)步骤Ⅲ,向有机相中加入一定浓度的硫酸,Cu2+得以再生的原理是增大H+浓度,使平衡2RH(有机相)+Cu2+(水相)?R2Cu(有机相)+2H+(水相)逆向移动,Cu2+进入水相得以再生.
(5)步骤Ⅳ,若电解200mL0.5mol/L的CuSO4溶液,生成铜3.2g,此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(H+)>c(SO42-)>c(Cu2+)>c(OH-).(忽略电解前后溶液体积的变化)
12.CO是现代化工生产的基础原料,下列有关问题都和CO的使用有关.
(1)工业上可利用CO生产乙醇:2CO(g)+4H2(g)?CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H1
又已知:H2O(l)═H2O(g)△H2
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3
工业上也可利用CO2(g)与H2(g)为原料合成乙醇:2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(l)△H
则:△H与△H1、△H2、△H3之间的关系是:△H=△H1-2△H3-3△H2
(2)一定条件下,H2、CO在体积固定的密闭容器中发生如下反应:4H2(g)+2CO(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g),
下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据的有CE.
A.2v(H2)=v(CO)
B.CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率
C.容器内的压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
E.混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化
(3)工业可采用CO与H2反应合成再生能源甲醇,反应如下:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)在一容积可变的密闭容器中充有10molCO和20molH2,在催化剂作用下发生反应生成甲醇.CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如(图1)所示.

①合成甲醇的反应为放热(填“放热”或“吸热”)反应.
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为KA=KB>KC
③若达到平衡状态A时,容器的体积为10L,则在平衡状态B时容器的体积为2L.
④(图2)中虚线为该反应在使用催化剂条件下关于起始氢气与CO投料比和CO平衡转化率的关系图. 当其条件完全相同时,用实线画出不使用催化剂情况下CO平衡转化率的示意图.
⑤CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如(图3)所示,实际生产时条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是在1.3×104kPa下,CO的转化率已经很高,如果增加压强CO的转化率提高不大,而生产成本增加,经济效益低.
 0  173149  173157  173163  173167  173173  173175  173179  173185  173187  173193  173199  173203  173205  173209  173215  173217  173223  173227  173229  173233  173235  173239  173241  173243  173244  173245  173247  173248  173249  173251  173253  173257  173259  173263  173265  173269  173275  173277  173283  173287  173289  173293  173299  173305  173307  173313  173317  173319  173325  173329  173335  173343  203614 

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