题目内容

工业上,将黄铜矿(CuFeS2)通过8CuFeS2+21O2 8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2反应制取铜及其硫和铁的化合物。

(1)上述反应中,还原剂为          

(2)黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为:

     ①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。

     ②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3

  据以上信息回答下列问题:

      a.通过上述②,炉渣中的Al2O3变成了                             (写离子)。

      b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。

提供的试剂:稀盐酸  稀硫酸  KSCN溶液  酸性KMnO4溶液   NaOH溶液  碘水

所选试剂为               

证明炉渣中含有FeO的实验现象为                                     

(3)对上述炉渣中进行含铁量的测定步骤如下:

I.步骤③发生反应的离子方程式为                       

II.步骤④中煮沸的作用是                            

III.步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、           

IV.若滴定过程中消耗0.100mol·L−1KI溶液20.00mL,则炉渣中铁的百分含量为       

(1)CuFeS2(1分)

(2)a.[Al(OH)4]- 或AlO2-(1分)

b.稀硫酸、酸性KMnO4溶液(1分)

     稀硫酸浸取炉渣所得溶液使酸性KMnO4溶液褪色(1分)

(3)I.2Fe2++Cl2==== 2Fe3++2Cl-(2分)

II.赶走溶液中溶解的过量的Cl(1分)

III.250mL容量瓶  (1分)(未答“250mL”不给分)

 IV.14%  (2分)

练习册系列答案
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据报道,有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下的酸性溶液中,能将黄铜矿(CuFeS2)氧化成硫酸盐.发生的反应为:
4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO43+2H2O
(1)CuFeS2中Fe的化合价为+2,上述反应中被氧化的元素是
Fe和CuFeS2中的S
Fe和CuFeS2中的S

(2)工业生产中利用上述反应后的溶液,按如下流程图1可制备胆矾(CuSO4?5H2O):

①分析下列表格(其中KSP是相应金属氢氧化物的沉淀溶解平衡常数):
Ksp 氢氧化物开始沉淀时的pH 氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+ 2.6×10-39 1.9 3.2
Cu2+ 2.2×10-20 4.7 6.7
步骤一应调节溶液的pH范围是
3.2≤pH<4.7
3.2≤pH<4.7
.请运用沉淀溶解平衡的有关理论解释加入CuO能除去CuSO4溶液中Fe3+的原因
加入CuO与H+反应使c(H+)减小,c(OH-)增大,使溶液中c(Fe3+)?c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],导致Fe3+生成沉淀而除去
加入CuO与H+反应使c(H+)减小,c(OH-)增大,使溶液中c(Fe3+)?c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],导致Fe3+生成沉淀而除去

②步骤三中的具体操作方法是
蒸发浓缩,冷却结晶
蒸发浓缩,冷却结晶

(3)有人提出可以利用图2的装置从溶液B中提炼金属铜.该过程中右边电极的反应式是
4OH--4e-=O2↑+2H2O
4OH--4e-=O2↑+2H2O
,总反应的方程式是
2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+2H2SO4+O2
2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+2H2SO4+O2

(4)工业上冶炼铜的方法之一为:Cu2S(s)+2Cu2O(s)=6Cu(s)+SO2(g)△H
已知:①2Cu(s)+
1
2
O2(g)=Cu2O(s)△H=-12kJ?mol-1
②2Cu(s)+S(s)=Cu2S(s)△H=-79.5kJ?mol-1
③S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-296.8kJ?mol-1
则该法冶炼铜的反应中△H=
-193.3kJ?mol-1
-193.3kJ?mol-1

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