题目内容
【题目】从含铜丰富的自然资源黄铜矿(主要成分为CuFeS2)中冶炼铜的工艺流程如下:
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已知:
。
(1)若“过滤1”所得滤液中只含FeCl2,则将其在空气中加热蒸干、灼烧后,所得固体的化学式为______。
(2)“除硫”时加入浓盐酸发生反应的离子方程式为_____________________________。
(3)“过滤3”所得滤液中可以循环使用的物质为______________、_____________。
(4)冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧,使其转变为铜,发生的反应为
、
。此工艺与前一工艺相比主要缺点有______________________(任答一点)。
(5)铜溶解于H2O2和H2SO4的混合溶液中可制备CuSO4。测定溶液中Cu2+浓度的方法:准确量取V1 mL溶液于锥形瓶中,调节pH至3~4,加入过量KI溶液,充分反应后,滴加2滴淀粉溶液,再慢慢滴加c mol/L的Na2S2O3标准溶液至恰好完全反应,消耗Na2S2O3标准溶液V2 mL。上述过程中发生的反应为
、
。
①“恰好完全反应”时溶液的颜色变化为___________________。
②溶液中Cu2+的物质的量浓度为________________________(用含c、V1、V2的代数式表示)mol/L。
【答案】 Fe2O3
HCl CuCl2 会产生污染环境的SO2气体(或能耗高等合理答案) 溶液由蓝色变为无色并且半分钟内不恢复蓝色 cV2/V1
【解析】CuFeS2加入CuCl2浸取发生CuFeS2+3CuCl2=4CuCl↓+FeCl2+2S↓,过滤后得到滤液含有FeCl2,固体含有CuCl、S,加入浓盐酸将CuCl溶解,硫不溶,达到除硫目的,过滤得到滤液含有[CuCl2]-,调节溶液pH发生歧化反应生成Cu和Cu2+,过滤可得到Cu,得到滤液含有HCl和CuCl2。
(1)过滤1所得滤液中只含FeCl2,将其在空气中加热蒸干、灼烧后,加入发生中发生水解上火车氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁,氢氧化铁灼烧分解生成氧化铁,所得固体为Fe2O3,故答案为:Fe2O3;
(2)根据流程图,“除硫”时加入的浓盐酸与CuCl反应生成[CuCl2]-,过滤可以除去硫,反应的离子方程式为CuCl+ Cl-=[CuCl2]-,故答案为:CuCl+ Cl-=[CuCl2]-;
(3)“过滤3”所得滤液中,可以循环使用,故答案为:HCl和CuCl2;
(4)将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧,使其转变为铜,反应会生成二氧化硫气体,污染空气,且能耗较高,故答案为:会产生污染环境的气体SO2(或能耗高等);
(5)①“恰好反应”时即溶液中的I2恰好与Na2S2O3完全反应,此时溶液的颜色变化为蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色,故答案为:蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色;
②根据反应2Cu2++4I-═2CuI↓+I2;2S2O32-+I2═S4O62-+2I-可知,2Cu2+~I2~2S2O32-,所以Cu2+离子的物质的量与S2O32-的物质的量相等,为cV2×10-3 mol,根据c=
可知,Cu2+离子的物质的量浓度为
mol/L,故答案为:
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