题目内容

7．富氧底吹熔池炼铜新工艺是比较成熟和完善的先进工艺，该工艺中铜的回收率达到7.98%，金、银等黄金属的回收率都超过97%，其反应炉工业流程如图所示．

（1）该新工艺的优点之一是混合矿料不需干燥、磨细，烟气进入余热锅炉后，在气一液一固三相高温“乳化液”中，炉料很快熔化并迅速反应，经静电除尘后进入酸厂回收利用，该工艺体现绿色化学的学科思想
（2）该新工艺的优点之二是首次投科需要添加少量的燃料，当反应充分启动后就不再需要投放燃料，说明反应炉中的反应总体来说是放热反应
（3）此法主要用于冶炼黄铜矿（主要成分：CuFeS2）经过反应炉充分煅烧后，最终化合态的铜生成固相Cu和气相SO2，请写出冶炼黄铜矿过程中三个重要反应的化学方程式：
①2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2②2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2③2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑
（4）从放铜琉口放出的铜硫中还含有铁和硫，用吹练法出去铁和硫是火法冶炼组铜的最后一道工序，吹练过程分为两个阶段，第一阶段是使铁氧化造渣，主要反应为：①2FeS+3O2+SiO2=2FeO•SiO2+2SO2；第二阶段是时前面工艺余下的CuS氧化成组铜，主要反应为：②Cu2S+O2=2Cu+SO2，下列关于反应①、②的分析错误的是BC（填答案选项的序号）
A．反应②的氧化剂只有O2
B．硫元素在反应①和②中均被氧化
C．反应①和②中都有共价键的破坏和新共价键的形成
（5）如图渣包中的炉渣含有FeO3、FeO、SiO2等，从以下提供的试剂中选用合适的试剂，设计实验检验炉渣中的FeO提供的试剂：KMnO2溶液、KSCN溶液、稀硫酸、稀盐酸
所选试剂是：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
（6）“氧气底吹熔炼”工艺在造硫熔炼过程中，可以做到不需要配煤燃料，以黄铜矿（纯度为0.90，反应转化率为98%）为铜，处理1吨黄铜矿可减排CO2200kg，若年产20万吨铜，则每年可减排CO25.34×104万吨（结果保留小数点后2位小数）

分析 （1）SO2回收利用，防止污染环境；
（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，则前两部反应生成的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；
（6）由信息可知，以黄铜矿（纯度为0.90，反应转化率为98%）为铜，结合年产20万吨铜计算处理的黄铜矿，再处理1吨黄铜矿可减排CO2 200kg来计算．

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，后来不需要加热，说明自身是放热反应，故答案为：放热；
（3）最终化合态的铜生成铜和SO2，前两部反应生成的Cu2S和Cu2O反应生成Cu和SO2，则冶炼黄铜矿过程中三个重要反应的化学方程式为2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2、2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2、2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑，故答案为：2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2；2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2；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，则选择试剂为稀硫酸、KMnO4溶液，实验现象为稀硫酸浸取炉渣所得的溶液使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；
（6）由信息可知，以黄铜矿（纯度为0.90，反应转化率为98%）为铜，则若年产20万吨铜，处理的黄铜矿为$\frac{20×1{0}^{4}}{\frac{1×0.9}{184}×64×98%}$=2.67×109t，处理1吨黄铜矿可减排CO2200kg，则每年可减排CO2为2.67×109t×200kg/t=5.34×1011kg=5.34×104万吨，
故答案为：5.34×104．

点评 本题考查Cu及其化合物的性质，为高频考点，侧重金属及化合物性质及氧化还原反应应用的考查，（6）中计算为解答的难点，注意习题中的信息及迁移应用的能力，题目难度中等．

练习册系列答案
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17．向次氯酸钙溶液中通入一定量SO2，可能出现的离子方程式为（　　）
A．Ca2++ClO-+SO2+H2O→CaSO4↓+Cl-+2H+
B．Ca2++2ClO-+2SO2+2H2O→CaSO4↓+2Cl-+2H++SO42-
C．Ca2++3ClO-+3SO2+3H2O→CaSO4↓+3Cl-+6H++2SO42-
D．Ca2++3ClO-+SO2+H2O→CaSO4↓+2HClO+Cl-
18．下列实验所用试剂、现象和结论均正确的是（　　）
序号相关实验试剂现象和结论
①鉴别K2CO3和Na2SO3稀硫酸、澄清的石灰水产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体的是K2CO3
②鉴别NO2和Br2蒸气湿润的淀粉KI试纸试纸变蓝色的是Br2蒸气
③鉴别葡萄糖和蔗糖银氨溶液有银镜产生的是葡萄糖
④鉴别AlCl3和MgCl2溶液氨水先产生白色沉淀，然后沉淀消失的是AlCl3溶液
A．①③B．①②C．②④D．②③
15．有A、B、C、D、E、F六种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，B是电负性最大的元素，C的2p轨道中有三个未成对的单电子，F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，D是主族元素且与E同周期，E能形成红色（或砖红色）的E2O和黑色的EO两种氧化物，D与B可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示，请回答下列问题．
（1）A2F分子中F原子的杂化类型是sp3，F的氧化物FO3分子空间构型为平面正三角形．
（2）从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物；该离子化合物晶体密度为ag•cm-3，则晶胞的体积是$\frac{4×78g•mo{l}^{-1}}{ag•c{m}^{-3}×{N}_{A}mo{l}^{-1}}$（写出表达式即可）．
（3）E晶体中每个E原子周围距离最近的E原子数目为12，空间利用率为$\frac{\sqrt{2}}{6}$π．
2．用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染．
已知：反应Ⅰ：4NH3（g）+6NO（g）?5N2（g）+6H2O（l）△H1
反应Ⅱ：2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H2 （且|△H1|=2|△H2|）
反应Ⅲ：4NH3（g）+6NO2（g）?5N2（g）+3O2（g）+6H2O（l）△H3
反应I和反应II在不同温度时的平衡常数及其大小关系如表
温度/K反应I反应II已知：
K2＞K1＞K2′＞K1′
298K1K2
398K1′K2′
（1）推测反应Ⅲ是吸热反应（填“吸热”或“放热”）
（2）相同条件下，反应I在2L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N2的量随时间变化如图所示．
①计算0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率v（NO）=0.375mol•L-1•min-1．
②下列说法正确的是CD．
A．该反应的活化能大小顺序是：Ea（A）＞Ea（B）＞Ea（C） 
B．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数
C．单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡
D．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡
（3）一定条件下，反应II达到平衡时体系中n（NO）：n（O2）：n（NO2）=2：1：2．在其它条件不变时，再充入NO2气体，分析NO2体积分数--φ（NO2）的变化情况：（填“变大”、“变小”或“不变”）恒温恒压容器，φ（NO2）不变；恒温恒容容器，φ（NO2）变大．
（4）一定温度下，反应III在容积可变的密闭容器中达到平衡，此时容积为3L，c（N2）与反应时间t变化曲线X如图所示，若在t1时刻改变一个条件，曲线X变为曲线Y或曲线Z．则：
①变为曲线Y改变的条件是加入催化剂．变为曲线Z改变的条件是将容器的体积快速压缩至2L．

②若t2降低温度，t3达到平衡，请在图中画出曲线X在t2-t4内 c（N2）的变化曲线．
12．一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）?C（g）+2D（s）．2min末该反应达到平衡，生成D的物质的量如图．下列判断正确的是（　　）
A．若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态
B．2min后，加压会使正反应速率加快，逆反应速率变慢，平衡正向移动
C．反应过程中A和B的转化率之比为3：1
D．该条件下此反应的化学平衡常数的数值约为0.91
19．有aA、bB、cC、dD四种元素，原子序数均小于18，且有，d-c=c-b=b-a=5．已知A、B、C最外层电子数总和大于D最外层电子数．请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D用所对应的元素符号表示）
（1）下表中实线表示元素周期表的部分边界，请先用实线不全元素周期表边界，然后把题中所述元素填入相应置．   
（2）元素B的单质的结构式为N≡N，由B和D形成的化合物在工业上常用杀菌剂，写出该化合物溶于水发生反应的化学方程式NCl3+3H2O=NH3↑+3HClO．
（3）C的最高价氧化物对应的水化物与D的最高价氧化物对应的水化物之间相互反应的离子方程式可表示为Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O．
（4）B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与C的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是4Mg+10HNO3=4Mg（NO3）2+NH4NO3+3H2O．
16．下列实验能获得成功的是（　　）
A．苯和浓溴水用铁作催化剂制溴苯
B．氯乙烷与NaOH溶液共热，在水解后的溶液中直接加入AgNO3溶液检验Cl-
C．CH4与Cl2在光照条件下制备纯净的CH3Cl
D．乙烯通入Br2的CCl4溶液中制备CH2Br-CH2Br
3．碱式碳酸钴[Cox（OH）y（CO3）z]常用作电子材料、磁性材料的添加剂，受热时可分解生成三种氧化物．为了确定其组成，某化学兴趣小组同学设计了如图1所示的装置进行实验．

（1）请完成下列实验步骤：
①称取3.65g样品置于硬质玻璃管内，称量乙、丙装置的质量；
②按如图所示装置组装好仪器，并检验装置气密性；
③加热甲中玻璃管，当乙装置中不再有气泡产生（填实验现象），停止加热；
④打开活塞a，缓缓通入空气数分钟后，称量乙、丙装置的质量；
⑤计算．
（2）步骤④中缓缓通人空气数分钟的目的是将装置中生成的CO2和H2O全部排入乙、丙装置中．
（3）某同学认为上述实验装置中存在一个明显缺陷，为解决这一问题，可选用图2装置中的D（填字母）连接在活塞a前（填装置连接位置）．
（4）若按正确装置进行实验，测得如下数据．
乙装置的质量/g丙装置的质量/g
加热前80.0062.00
加热后80.3662.88
则该碱式碳酸钴的化学式为Co2（OH）4（CO3）2．
（5）含有Co（AlO2）2的玻璃常用作实验室观察钾元素的焰色反应，该玻璃的颜色为蓝色．
（6）CoCl2•6H2O常用作多彩水泥的添加剂．以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl2•6H2O的一种工艺如图3：
已知：
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Co（OH）2Al（OH）3
开始沉淀（pH）2.37.57.63.4
完全沉淀（pH）4.19.79.25.2
①净化除杂时，加入 H2O2发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
②加入CoCO3 调pH为5.2～7.6，则操作1获得的滤渣成分为Fe（OH）3和Al（OH）3．
③加盐酸调整pH为2～3的目的为抑制CoCl2的水解．
④操作Ⅱ过程为蒸发浓缩、冷却结晶（填操作名称）、过滤．

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