Question

【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_________________ 。

Answer 1

【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。