Question

8．铜在生产生活中发挥着重要作用，以黄铜矿（主要成分是CuFeS₂，含铜量约为1%）为原料冶炼铜的流程如图所示．

（1）工作Ⅱ涉及的主要反应过程如下：

则反应①的化学方程式为2CuFeS₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu₂S+2FeS+SO₂．
（2）工序Ⅲ中所加入石英砂的主要成分是SiO₂，加入适量石英砂的目的是FeSiO₃．
（3）检验粗铜中含有少量Cu₂O的方法是取少量粗铜与烧杯中，加入适量稀硫酸，若溶液变蓝色，则说明含有Cu₂O．
（4）工序Ⅴ生产方法的名称是电解精炼．
（5）冶炼过程中的废气回收后，可用于制备硫酸，其中一步反应是二氧化硫的催化氧化，催化氧化之前对SO₂和空气的混合气体进行净化的目的是除去混合气体中的有害杂质，防止催化剂中毒；催化氧化通常在常压（填“常压”或“高压”）条件下进行，合成硫酸时，选用98%浓硫酸进入吸收塔吸收SO₂，原因是避免形成酸雾，有利于三氧化硫吸收．

Answer 1

分析 黄铜矿粉碎浮选然后得到精矿砂，精矿砂在空气中焙烧得到冰铜，将冰铜和石英砂高温加热得到粗铜，粗铜和CO还原得到纯铜，然后将纯铜通过工序V得到高纯铜，
（1）工作Ⅱ涉及的主要反应过程如下：
黄铜矿和空气加热得到含有导致酸雨的一种气体SO₂，同时得到Cu₂S、FeS，将这两种硫化物熔融得到冰铜；
根据反应物和生成物及反应条件书写方程式；
（2）工序Ⅲ中所加入石英砂的主要成分是SiO₂，二氧化硅能和碱性氧化物反应生成盐；
（3）Cu和稀硫酸不反应，但Cu₂O能和稀硫酸反应生成CuSO₄和Cu；
（4）电解精炼粗铜可以得到纯铜；
（5）二氧化硫在催化氧化生成三氧化硫过程中，催化剂易中毒；
催化氧化通常在常压条件下进行，合成硫酸时，选用98%浓硫酸进入吸收塔吸收SO₂，然后再稀释得到其它浓度的硫酸．

解答 解：黄铜矿粉碎浮选然后得到精矿砂，精矿砂在空气中焙烧得到冰铜，将冰铜和石英砂高温加热得到粗铜，粗铜和CO还原得到纯铜，然后将纯铜通过工序V得到高纯铜，
（1）工作Ⅱ涉及的主要反应过程如下：
黄铜矿和空气加热得到含有导致酸雨的一种气体SO₂，同时得到Cu₂S、FeS，将这两种硫化物熔融得到冰铜；
根据反应物和生成物及反应条件书写方程式为2CuFeS₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu₂S+2FeS+SO₂，
故答案为：2CuFeS₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu₂S+2FeS+SO₂；
（2）工序Ⅲ中所加入石英砂的主要成分是SiO₂，二氧化硅能和碱性氧化物反应生成盐，所以加入石英砂的目的是与FeO反应形成炉渣FeSiO₃，
故答案为：SiO₂；FeSiO₃；
（3）Cu和稀硫酸不反应，但Cu₂O能和稀硫酸反应生成CuSO₄和Cu，所以反应后溶液呈蓝色，则如果溶液变蓝色，则说明含有Cu₂O，
故答案为：取少量粗铜与烧杯中，加入适量稀硫酸，若溶液变蓝色，则说明含有Cu₂O；
（4）电解精炼粗铜可以得到纯铜，所以其操作名称是电解精炼，故答案为：电解精炼；
（5）二氧化硫在催化氧化生成三氧化硫过程中，催化剂易中毒，从而失去活性，为防止催化剂中毒，则催化氧化之前对SO₂和空气的混合气体进行净化；
催化氧化通常在常压条件下进行，因为增大压强促进三氧化硫的生成，但对设备要求更高，合成硫酸时，选用98%浓硫酸进入吸收塔吸收SO₂，然后再稀释得到其它浓度的硫酸，防止产生酸雾，
故答案为：除去混合气体中的有害杂质，防止催化剂中毒；常压；98%浓硫酸；避免形成酸雾，有利于三氧化硫吸收．

点评 本题考查物质分离和提纯，为高频考点，侧重考查学生分析判断及知识综合运用能力，涉及物质检验、金属冶炼、氧化还原反应等知识点，明确流程图中反应原理、元素化合物性质是解本题关键，题目难度不大．