题目内容

20．从含铜丰富的自然资源黄铜矿（CuFeS2）冶炼铜的工艺流程如下：

已知：CuFeS2+3CuCl2=4CuCl+FeCl2+2S
（1）浸取时，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，该反应化学方程式为CuFeS2+3FeCl3=CuCl+4FeCl2+2S．
（2）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Fe2O3．
（3）调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是Cu2+．（填离子符号）
（4）过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有HCl和CuCl2，为保持流程持续循环，每生成1molCu，理论上需补充CuCl2的物质的量为0.5mol．
（5）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，化学方程式为：6CuFeS2+13O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Cu2S+2Fe3O4+9SO2、Cu2S+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+SO2此工艺与前一工艺相比主要缺点有会产生污染环境的气体SO2，（能耗高等）．

分析 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，加入盐酸除硫，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Cu2+，以此解答该题．

解答 解：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，加入盐酸除硫，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Cu2+，
（1）CuFeS2和3FeCl3之间发生的是氧化还原反应，化学方程式为：CuFeS2+3FeCl3=CuCl+4FeCl2+2S，
故答案为：CuFeS2+3FeCl3=CuCl+4FeCl2+2S；
（2）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；
（3）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+，故答案为：Cu2+；
（4）滤3所得滤液中含有HCl和CuCl2，可以循环使用，涉及反应有CuFeS2+3CuCl2=4CuCl+FeCl2+2S、2CuCl=Cu+CuCl2，综合两个化学方程式可得CuFeS2+CuCl2=2Cu+FeCl2+2S，由方程式可得每生成1molCu，理论上需补充CuCl2的物质的量为0.5mol，
故答案为：HCl和CuCl2；0.5mol；
（5）将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜，反应生成二氧化硫气体，污染空气，且能耗高，
故答案为：会产生污染环境的气体SO2，（能耗高等）．

点评 本题以工艺流程题形式考查铜的化合物的性质、物质的分离提纯、化学用语书写等，为高频考点和常见题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，题目有利于培养学生良好的科学素养，难度中等，清楚工艺流程原理是关键，是对知识迁移的综合运用．

练习册系列答案
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5．雾霾是雾和霾的混合物，在空气中能形成溶胶，PM2.5是“罪魁”．下列有关说法不正确的是（　　）
A．雾霾的形成与化石燃料的燃烧有关
B．海南不存在雾霾天气，无需防治PM2.5的污染
C．在雾霾天气中行车，打开车灯可观察到丁达尔效应
D．调整工业能源结构，推广清洁能源的使用，能有效地减少PM2.5的污染
6．A（C2H4）和E（C3H4）是基本有机化工原料．由A和E制备聚酰亚胺泡沫塑料（PMI）合成路线如下所示：（部分反应条件略去）

已知：已知：①RCH=CH2$→_{催化剂}^{CO、H_{2}}$RCH2CH2CHO
②（注：R1可以是烃基本，也可以是H原子）

③F的核磁共振氢谱有两种化学环境的氢，其峰面积之比为2：3
回答下列问题：
（1）A的名称是乙烯，B含有的官能团是醛基．
（2）E的结构简式是CH≡CCH3，④的反应类型是加成反应．
（3）C与新制Cu（OH）2反应的化学方程式CH2=C（CH3）CHO+2Cu（OH）2$\stackrel{△}{→}$CH2=C（CH3）COOH+Cu2O↓+2H2O．
（4）D的同系物G比D相对分子质量多14．G的同分异构体中，能发生银镜反应且1molG恰好消耗4molAg（NH3）2OH，共有4种（不考虑立体异构），其中一种同分异构体的核磁共振氢谱只呈现2个吸收峰，其结构简式为．
（5）若高分子化合物PMI的平均相对分子质量为10000，则n的数值近似为B（填选项序号）
A、60     B、65     C、70      D、75
（6）由和反应可制备．然后以为单体发生聚合反应可合成另一种聚亚酰胺树脂X．该聚合反应的化学方程式为：n$\stackrel{一定条件}{→}$（X中无碳碳双键）
8．化合物X的分子式为C5H11Cl，用NaOH醇溶液处理X，可得到分子式为C5H10的两种产物Y、Z；Y、Z经催化加氢都可得到2-甲基丁烷．则X的结构简式为（　　）
A．CH3CH2CH2CH2CH2ClB．CH3CH2CHClCH2CH3
C．D．
15．火力发电厂释放出大量氮氧化合物（NOx）、SO2和 CO2等气体会造成环境问题对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的．
（1）脱硝．利用甲烷催化还原NOx：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ/mol
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ/mol
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867 kJ/mol．
（2）脱碳．将CO2转化为甲醇：CO2 （g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H3
①如图1，25℃时以甲醇燃料电池（电解质溶液为 KOH）为电源来电解乙（100mL2mol/LAgNO3溶液）和丙（100mLCuSO4）溶液，燃料电池负极的电极反应为CH3OH-6e-+8OH -=CO32-+6 H2O．电解结束后，向丙中加入 0.1mol Cu（OH）2，恰好恢复到反应前的浓度，将乙中溶液加水稀释至200mL，溶液的 pH0；

②取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）脱硫．燃煤废气经脱硝、脱碳后，与一定量氨气、空气反应生成硫酸铵．室温时，向（NH4）2SO4，溶液中滴人NaOH溶液至溶液呈中性，则所得溶液中微粒浓度大小关系c（Na+）=c（NH3•H2O）．（填“＞”、“＜”或“=”）
5．表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑩在表中的位置，用化学用语回答下列问题：
族
周期		IAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
2⑥⑦
3①③⑤⑧⑩
4②④⑨
（1）⑦为O（填元素符号）；
（2）①、③、⑤的最高价最高价氧化物对应的水化物中，碱性最强的是NaOH （填化学式）；
（3）②、③、④三种元素可形成的离子，离子半径由大到小的顺序为K+＞Ca2+＞Mg2+（请填离子符号）；
（4）①和⑨两元素形成化合物灼烧时的焰色为黄 色；该化合物的溶液与元素⑧的单质反应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2．
12．2-羟基丁二酸俗名苹果酸（HOOCCHOHCH2COOH）是重要的食品添加剂，有多种同分异构体，其中和苹果酸官能团的种类和数目都相同的同分异构体有（不考虑立体异构）（　　）
A．2种B．3种C．4种D．5种
9．某化学小组利用如图装置探究高温下用CO还原CuO的固体产物的成分．

已知：
①H2C2O4 $→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+CO2↑+H2O
②Cu2O+4NH3•H2O═2[Cu （NH3）2]++3H2O+2OH-
回答下列问题：
（1）实验开始前，首先必须进行的操作为检查装置气密性．
（2）实验开始时，先往A装置的圆底烧瓶中加入一定量的浓硫酸，再点燃酒精灯，一段时间后，待F装置中开始出现黑色固体，再点燃D处的酒精喷灯．
（3）装置B的作用是除去反应产生的CO2气体，防止干扰后面的测定
（4）为探究其还原产物的成分，某同学提出了如下假设：
假设1：还原产物为Cu2O；  假设2：还原产物为Cu； 假设3：还原产物为Cu和Cu2O的混合物．
（5）F装置中的PdCl2溶液可以吸收多余的CO，反应后溶液变黑（Pd），该反应的化学方程式为PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl．（6）为验证还原产物的成分，甲、乙同学设计了两个实验方案．
①反应前测CuO固体样品的质量为12.0g，反应一段时间后，熄灭D装置的酒精喷灯，并立即熄灭A装置的酒精灯，待D装置中固体冷却后，称得固体的质量为10.4g．甲同学取少量称量后的固体放入200mL 3.0mol•L-1的氨水中，充分混合一段时间后，测得溶液的pH没有改变（溶液体积变化忽略不计），甲同学通过信息推测固体的成分为Cu，该反应中CuO的转化率是66.7%
②乙同学称量E装置反应前后的质量差，计算出CuO的转化率比甲同学计算结果偏小，其主要原是部分生成的CO2气体残留在装置D，导致结果偏小．
10．下列微粒中：
①13Al3+ ②       ③ ④F-  其中核外电子数相同的是（　　）
A．①③B．②③④C．②④D．①③④

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