题目内容

(15分)某研究小组用黄铜矿(主要成分是CuFeS2,其中S为-2价)为主要原料炼铜,其总反应为:2CuFeS2+2SiO2+5O2=2Cu+2FeSiO3+4SO2。事实上该反应是按如下流程分步进行的:



(1)氧化Ⅰ的反应主要是煅烧生成的硫化亚铁被进一步氧化为氧化亚铁,并与二氧化硅反应生成矿渣。矿渣的主要成分是     (填化学式)。
(2)据报道,有一种细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐,反应是在酸性溶液中发生的。该反应的化学方程式为     。
(3)我国学者研究发现,以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中与O2(空气)反应,生成物冷却后经溶解、除铁、结晶,得到CuSO4·5H2O,生产成本能够降低许多。有关实验结果如下表:

沸腾炉温度/℃
560
580
600
620
640
660
水溶性Cu/%
90.12
91.24
93.50
92.38
89.96
84.23
酸溶性Cu/%
92.00
93.60
97.08
97.82
98.16
98.19
①CuFeS2与O2反应的化学方程式为     。
②实际生产过程中沸腾炉温度为600~620 ℃。则控制温度的方法是     。
③当温度高于600~620 ℃时,生成物中水溶性铜下降的原因是     。
④生成物冷却后的除铁的实验操作方法主要是     。已知在溶液中,Cu2+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.7、6.7,Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.1、3.2;如果制得的硫酸铜溶液中含有少量的Fe3+,请写出除去溶液中Fe3+的实验操作步骤:     。

共15分
(1)FeSiO3(2分)
(2)4CuFeS2+2H2SO4+17O24CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O(2分)
(3)①4CuFeS2+15O2=4CuSO4+2Fe2O3+4SO2(2分)
②控制加入CuFeS2的速度(因CuFeS2与O2反应放热)(2分)
③CuSO4受热分解(2分)
④过滤(2分)    加入CuO[或Cu(OH)2或CuCO3]粉末,充分搅拌,调节溶液的pH约为3.2,加热煮沸,过滤,用(适量)稀硫酸酸化(3分)

解析试题分析:(1)根据2CuFeS2+2SiO2+5O2=2Cu+2FeSiO3+4SO2,可得矿渣为FeSiO3;
(2)由题意可知,CuFeS2在酸性溶液中与氧气在一种细菌的作用下生成的硫酸盐是硫酸铜和硫酸铁,化学方程式为4CuFeS2+2H2SO4+17O24CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O;
(3)①精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中与O2(空气)反应,最终得CuSO4·5H2O,说明铁元素的存在形式是氧化铁,加水溶解可过滤除去,所以CuFeS2与O2反应的化学方程式为4CuFeS2+15O2=4CuSO4+2Fe2O3+4SO2
②因为CuFeS2与O2反应放热,所以在生产过程中控制加入CuFeS2的速度,控制温度;
③水溶性铜化合物为CuSO4?5H2O,酸溶性铜化合物为CuO,温度较高时,CuSO4?5H2O可分解生成CuO,则在600℃以上时水溶性铜化合物含量减少;
④生成物中除硫酸铜外还有氧化铁,氧化铁不溶于水,所以冷却后的除铁的实验操作方法主要是过滤;除去铁离子而不除去铜离子,调节溶液的pH值在3.2到4.7之间,使铁离子完全沉淀,而铜离子不沉淀,所以具体操作是加入CuO[或Cu(OH)2或CuCO3]粉末,充分搅拌,调节溶液的pH约为3.2,加热煮沸,过滤,用(适量)稀硫酸酸化。
考点:考查物质制备,流程图的分析,化学方程式的书写

练习册系列答案
相关题目

暗紫色化合物A具有绿色、高电压和高能量的特点,近年来引起了电化学界的高度重视。在常温和干燥的条件下,化合物A可以稳定的存在,但它在水溶液中不稳定,一段时间后转化为红褐色沉淀,同时产生一种气体单质。某兴趣小组的同学对化合物A进行组成分析,确定A中仅含有O、K、Fe三种元素。取3.96g化合物A的粉末溶于水,滴加足量的稀硫酸,向反应后的溶液中加入含有0.08mol KOH的溶液,恰好完全反应。过滤,将洗涤后的沉淀充分灼烧,得到红棕色固体粉末1.60g;将所得滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的盐10.44g。
(1)化合物A的化学式为        ;化合物A与H2O反应的离子方程式为                   。
(2)化合物A还可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂。原因是                          。
(3)化合物A的制备还可通过氧化法,试写出在KOH存在条件下用次氯酸钾氧化氢氧化铁制备A的化学方程式                          。
(4)目前,人们针对化合物A的稳定性进行了大量的探索,并取得了一定的进展。下列物质中有可能提高化合物A水溶液稳定性的是      

A.亚硫酸钠 B.KOH C.醋酸 D.Fe(NO3)3
(5)为研究温度对化合物A水溶液稳定性的影响,请设计一个实验方案     。

(15分)硫酸亚铁铵又称莫尔盐,是浅绿色晶体。它在空气中比一般亚铁盐稳定,是常用的Fe2+试剂。某实验小组利用工业废铁屑制取莫尔盐,并测定其纯度。
已知:①
②莫尔盐在乙醇溶剂中难溶。
Ⅰ.莫尔盐的制取

试分析:
(1)步骤2中加热方式            (填“直接加热”﹑“水浴加热”或“沙浴”);必须在铁屑少量剩余时,进行热过滤,其原因是                                    。
(2)步骤3中包含的实验操作名称                            。
(3)产品莫尔盐最后用       洗涤(填字母编号)。
a.蒸馏水      b.乙醇        c.滤液
Ⅱ.为测定硫酸亚铁铵(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O晶体纯度,某学生取m g硫酸亚铁铵样品配制成500 mL溶液,根据物质组成,甲、乙、丙三位同学设计了如下三个实验方案,请回答:
(甲)方案一:取20.00 mL硫酸亚铁铵溶液用0.1000 mol·L-1的酸性KMnO4溶液分三次进行滴定。
(乙)方案二:取20.00 mL硫酸亚铁铵溶液进行如下实验。

(1)若实验操作都正确,但方案一的测定结果总是小于方案二,其可能原因为           
                ,验证推测的方法为:                                     。
(丙)方案三:(通过NH4+测定)实验设计图如下所示。取20.00 mL硫酸亚铁铵溶液进行该实验。

(2)①装置       (填“甲”或“乙”)较为合理,判断理由是                      。量气管中最佳试剂是   (填字母编号。如选“乙”则填此空,如选“甲”此空可不填)。
a.水          b.饱和NaHCO3溶液      c.CCl4
②若测得NH3的体积为V L(已折算为标准状况下),则该硫酸亚铁铵晶体的纯度为    。

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网