题目内容

12．高富氧底吹熔池炼铜新工艺反应炉如图

（1）该新工艺的优点之一是混合矿料不需要干燥、磨细．烟气进入余热锅炉后，经静电除尘后进入酸厂回收利用，这样做体现化学的绿色化学思想．
（2）该新工艺的优点之二是首次投料需要添加少量的燃料，当反应充分启动后就不需要再投放燃料，说明反应炉中的反应总体来说是放热反应．
（3）此法冶炼的矿石主要是黄铜矿（主要成分是CuFeS2），经过上面设备煅烧后最终化合态的铜生成铜和SO2，在冶炼铜矿过程中存在重要反应：2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2、2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2、2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑．
（4）从放铜锍口放出的铜锍中还含有铁和硫必须除去，铜锍吹炼过程是火法冶炼生产粗铜的最后一道工序，吹炼过程分为两个阶段．第一阶段的任务是使铁氧化造渣，主要化学反应为：
①2FeS+3O2+SiO2=2FeO•SiO2+2SO2，第二阶段是使上一个阶段中没有反应彻底的Cu2S氧化成粗铜，主要化学反应为：
②Cu2S+O2=2Cu+SO2，下列关于反应①、②的分析正确的是BC（填序号）
A．反应②氧化剂只有O2
B．硫元素在①和②均被氧化
C．①和②在反应过程中都有共价键破坏和共价键形成
（5）图中渣包中的炉渣含有Fe2O3、FeO、SiO2等，选用提供的试剂设计实验验证炉渣中含有FeO．提供的试剂：KMnO4溶液、KSCN溶液、NaOH溶液、稀硫酸、稀盐酸，所选试剂为稀硫酸KMnO4溶液．实验现象是稀硫酸浸取炉渣所得的溶液使KMnO4溶液褪色．

分析 （1）SO2回收利用，防止污染环境，体现绿色化学思想；
（2）开始反应要提供热量，后来不需要了，说明自身是放热反应；
（3）化合态的铜生成铜和SO2，这就要求前两部反应生成的Cu2S和Cu2O反应生成Cu和SO2；
（4）反应②中Cu2S既是氧化剂又是还原剂，反应①、②中都存在O2中的共价键被破坏和SO2 中共价键的形成；
（5）FeO+H2SO4=FeSO4+H2O，Fe2+具有还原性，可使酸性KMnO4溶液褪色．

解答 解：（1）SO2回收利用，防止污染环境，体现绿色化学思想，
故答案为：绿色化学；
（2）开始反应要提供热量，后来不需要了，说明自身是放热反应，
故答案为：放热；
（3）化合态的铜生成铜和SO2，这就要求前两部反应生成的Cu2S和Cu2O反应生成Cu和SO2，写出方程式为：2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑，
故答案为：2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑
（4）反应②中Cu2S既是氧化剂又是还原剂，反应①、②中都存在O2中的共价键被破坏和SO2 中共价键的形成，
故答案为：BC；
（5）FeO+H2SO4=FeSO4+H2O，Fe2+具有还原性，可使酸性KMnO4溶液褪色，
故答案为：稀硫酸、KMnO4溶液；稀硫酸浸取炉渣所得的溶液使KMnO4溶液褪色．

点评 本题考查绿色化学、热效应、书写方程式、物质结构等知识，难度中等．书写方程是难点．

练习册系列答案
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2．科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用．
（1）CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为H＜C＜O．
（2）下列关于CH4和CO2的说法正确的是ad（填序号）．
a．固态CO2属于分子晶体
b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子
c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2
d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
（3）在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2．
①基态Ni原子的电子排布式为[Ar]3d84s2，该元素位于元素周期表中的第VIII族．
②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni（CO）4，1mol Ni（CO）4中含有8mol σ键．
（4）一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构（如图所示）的水合物晶体，其相关参数见下表．CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”．

分子直径/nm分子与H2O的结合能E/kJ•mol-1
CH40.43616.40
CO20.51229.91
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是氢键，范德华力．
②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想．已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是二氧化碳的分子直径小于笼状结构的空腔直径，且二氧化碳与水的结合能力强于甲烷．
3．某研究小组以粗盐和碳酸氢铵（NH4HCO3）为原料，采用以下流程制备纯碱和氯化铵．
已知盐的热分解温度：NH4HCO3 36℃； NaHCO3 270℃； NH4Cl 340℃； Na2CO3＞850℃

（1）粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子，使用的试剂有：①NaOH  ②BaCl2③HCl ④Na2CO3，其加入的顺序合理的是B
A．①③④②B．①②④③C．③②④①D．①②③④
过滤中用到玻璃棒的作用是引流；
（2）如何判断粗盐中SO42-是否已除尽？取少量除杂后的样品于试管中，滴加适量氯化钡溶液，若无白色沉淀产生，则含SO42-已除尽；
（3）从NaCl溶液到沉淀1的过程中，需蒸发浓缩．在加入固体NH4HCO3之前进行蒸发浓缩优于在加入NH4HCO3之后，原因是可避免NH4HCO3的分解；
（4）写出沉淀1受热分解的化学方程式2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑；
（5）为提高NH4Cl产品的产率和纯度，需在滤液中加入氨水，理由是抑制NH4+水解；使NaHCO3转化为Na2CO3；步骤X包括的操作有补充煮沸时损失的NH3蒸发浓缩，冷却结晶，过滤；
（6）采用“甲醛法”测定工业产品中氯化铵的纯度（假定杂质不与甲醛反应），反应原理为：4NH4Cl+6HCHO→（CH2）6N4+4HCl+6H2O 某技术人员称取1.5g该样品溶于水，加入足量的甲醛并加水配成100mL溶液．从中取出10mL，滴入酚酞再用0.1mol/L的NaOH溶液滴定，到滴定终点时消耗NaOH溶液25.00mL．则该样品中氯化铵的质量分数为89.2%．
20．下列说法正确的是（　　）
A．中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量
B．1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量是中和热
C．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O（l）时的反应热叫做中和热
D．表示中和热的离子方程式为：H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）△H=57.3KJ/mol
7．实验表明，在一定条件下，乙烯和水的反应可表示为：C2H4（g）+H2O （g）=C2H5OH（g）△H=-45.8kJ/mol，则下列说法中正确的是（　　）
A．实验中，乙烯的用量不会影响该反应的反应焓变△H
B．0.5 mol H2O（l） 完全反应放出的热量为22.9 kJ
C．1 mol C2H5OH（g）具有的能量大于1 mol C2H4（g）和1 mol H2O （g）所具有的能量和
D．1 mol C2H4（g）和1 mol H2O （g）中化学键的总键能大于1 mol C2H5OH（g）中化学键的总键能
17．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+2FeSiO3+4SO2该反应的氧化剂是CuFeS2、O2．
（2）下列处理SO2的方法，不合理的是BC
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C．
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：其生产流程如图所示

（4）浸出过程中，CuFeS2与FeCl3溶液反应的离子方程式为CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S．
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质是FeCl3 （填化学式）．
（6）若用石墨电极电解滤液，写出阳极的电极反式Fe2+-e-=Fe3+．
（7）黄铜矿中含少量Pb，调节C1-浓度可控制滤液中Pb2+的浓度，当c（C1-）=2mo1•L-1时溶液中Pb2+物质的量浓度为2.5×10-6mol•L-1．[已知KSP（PbCl2）=1×10-5]．
4．为了除去KCl溶液中少量的MgCl2、MgSO4，从稀盐酸、Na2CO3、Ba（NO3）2、K2CO3、Ba（OH）2溶液中，选择A、B、C三种试剂，按图中的实验步骤进行操作：

（1）试剂的化学式：ABa（OH）2，BK2CO3，CHCl．
（2）加过量A的原因是为了除尽Mg2+、SO42-，有关反应的离子方程式为Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Mg2++SO42-+Ba2++2OH-═BaSO4↓+Mg（OH）2↓．
（3）加过量B的原因是为了除尽过量的Ba2+，有关反应的化学方程式为Ba（OH）2+K2CO3═2KOH+BaCO3↓、BaCl2+K2CO3═BaCO3↓+2KCl．
（4）加适量C的作用是将KOH转化为KCl，同时除去过量的K2CO3．
1．分类是学习化学的方法之一，下列各组物质按氧化物、酸、碱、盐顺序排列的一组是（　　）
A．氢氧化铁、硝酸、烧碱、氯化钠B．干冰、碳酸、纯碱、硫酸钾
C．水、硫酸、熟石灰、氯化钾D．氨水、醋酸、氢氧化铁、食盐
2．某小组拟用含稀硫酸的KMnO4溶液与H2C2O4溶液（弱酸）的反应（此反应为放热反应）来探究“条件对化学反应速率的影响”，并设计了如表的方案记录实验结果（忽略溶液混合体积变化）．限选试剂和仪器：0.20 mol/LH2C2O4溶液、0.010mol/L KMnO4溶液（酸性）、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽
物理量
编号		V（0.20 mol/L
H2C2O4溶液）/mL		V（蒸馏水）/mLV（0.010mol/L KMnO4溶液）/mLM（MnSO4
固体）/g		T/℃乙
①2.004.0050
②2.004.0025
③1.0a4.0025
④2.004.00.125
回答下列问题：
（1）完成上述反应原理的化学反应方程式：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4═10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O
（2）上述实验①②是探究温度对化学反应速率的影响；若上述实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则 a为1.0；乙是实验需要测量的物理量，则表格中“乙”应填写t溶液褪色时间/s．上述实验②④是探究催化剂对化学反应速率的影响．
（3）已知草酸为二元弱酸，其两级的电离方程式分别为：H2C2O4?HC2O4-+H+、HC2O4-?C2O42-+H+；
（4）为了观察紫色褪去，草酸与高锰酸钾初始的物质的量需要满足的关系
n（H2C2O4）：n （KMnO4）最小为：2.5（或5：2）．

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