3.我国产铜主要取自黄铜矿(CuFeS2),随着矿石品味的降低和环保要求的提高,湿法炼铜的优势日益突出.该工艺的核心是黄铜矿的浸出,目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三种方法.
I.氧化浸出
(1)在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化,测得有SO42-生成.
①该反应的离子方程式为2CuFeS2+17H2O2+2H+=2Cu2++2Fe3++4SO42-+18H2O.
②该反应在25-50℃下进行,实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值,试分析其原因为H2O2受热分解..
Ⅱ,配位浸出
反应原理为:CuFeS2+NH3•H20+O2+OH-→Cu(NH342++Fe2O3+SO42-+H20(未配平)
(2)为提高黄铜矿的浸出率,可采取的措施有提高氨水的浓度、提高氧压(至少写出两点).
(3)为稳定浸出液的pH,生产中需要向氨水中添加NH4C1,构成NH3.H2O-NH4Cl缓冲溶液.某小组在实验室对该缓冲体系进行了研究:25℃时,向amol.L-l的氨水中缓慢加入等体积0.02mol.L-l的NH4C1溶液,平衡时溶液呈中性.则NH3.H2O的电离常数Kb=_$\frac{2×1{0}^{-9}}{a}$(用含a的代数式表示);滴加NH4C1溶液的过程中水的电离平衡正向(填“正向”、“逆向”或“不”)移动.
Ⅲ,生物浸出
在反应釜中加入黄铜矿、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿逐渐溶解,反应釜中各物质的转化关系如图所示.

(4)在微生物的作用下,可以循环使用的物质有Fe2(SO43、H2SO4(填化学式),微生物参与的离子反应方程式为4Fe2++O2+4H+$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$4Fe3++2H2O(任写一个).
(5)假如黄铜矿中的铁元素最终全部转化为Fe3+,当有2molSO42-生成时,理论上消耗O2的物质的量为4.25 mol.
2.雾霾严重影响人们的生活,汽车尾气的排放是造成雾霾天气的重要原因之一.已知汽车尾气排放时容易发生以下反应:
①N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H1=a kJ•mol-1
②CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)?CO2(g)△H2=b kJ•mol-1
③2CO(g)+2NO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H3
请回答下列问题:
(1)△H3=2b-akJ•mol-1(用含a、b的代数式表示).
(2)对于有气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应①的平衡常数表达式Kp=$\frac{{P}^{2}(NO)}{P({N}_{2})P({O}_{2})}$.
(3)能说明反应③已达平衡状态的标志是CD(填字母).
A.单位时间内生成1mol CO2的同时消耗了lmol CO
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度保持不变
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
D.在恒温恒压的容器中,NO的体积分数保持不变
(4)在一定温度下,向体积为VL的恒容密闭容器中充入一定量的NO和CO,发生反应③.在t1时刻达到平衡,此时n(CO)=xmol,n(NO)=2xmol,n(N2)=ymol,则NO的平衡转化率为$\frac{x}{x+y}×100%$(用含x、y的代数式表示);再向容器中充入ymolCO2和xmolNO,则此时v(正)=(填“>”、“<”或“=”)v(逆).
(5)烟气中也含有氮氧化物,C2H4可用于烟气脱硝.为研究温度、催化剂中Cu2+负载量对NO去除率的影响,控制其它条件一定,实验结果如图所示.为达到最高的NO去除率,应选择的反应温度约为350℃,Cu2+负载量为3%.
17.高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用,湿法浸出软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al、Mg等杂质元素)制备高纯碳酸锰的实验过程如下:

(1)浸出:浸出时温度控制在90℃~95℃之间,并且要连续搅拌3小时的目的是提高软锰矿中锰的浸出率,植物粉的作用是作还原剂.
(2)除杂:①向浸出液中加入一定量的碳酸锰矿,调节浸出液的pH为3.5~5.5;
②再加入一定量的软锰矿和双氧水,过滤;
③…
操作①中使用碳酸锰调pH的优势是增加MnCO3的产量(或不引入新的杂质等);操作②中加入双氧水不仅能将Fe2+氧化为Fe3+,而且能提高软锰矿的浸出率.写出双氧水提高软锰矿浸出率的离子方程式MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑.
(3)制备:在30℃~35℃下,将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中,控制反应液的最终pH
在6.5~7.0,得到MnCO3沉淀.温度控制35℃以下的原因是减少碳酸氢铵的分解,提高原料利用率;该反应的化学方程式为MnSO4+2NH4HCO3 $\frac{\underline{\;30℃~35℃\;}}{\;}$MnCO3+(NH42SO4+CO2↑+H2O;生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是取最后一次的洗涤滤液1~2 mL 于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净.
(4)计算:室温下,Ksp(MnCO3)=1.8×10-11,Ksp(MgCO3)=2.6×10-5,已知离子浓度小于1.0×10-5mol•L-1时,表示该离子沉淀完全.若净化液中的c(Mg2+)=10-2mol/L,试计算说明Mg2+的存在是否会影响MnCO3的纯度.
16.锂元素被誉为“能源元素”.锂及锂盐具有的优异性能和特殊功能,在化工、电子、宇航、核能、能源等领域都得到广泛应用.
Ⅰ锂的原子结构示意图为;锂暴露在湿空气中时,会迅速地失去金属光泽、表面开始变黑,更长时间则变成白色.生成的化合物是氮化锂、氢氧化锂,最终生成碳酸锂.写出生成氮化锂的化学方程式6Li+N2=2Li3N.
Ⅱ下面是从锂辉石(Li2O•Al2O3•SiO2)中提出锂的工业流程示意图.

①高温煅烧时的反应原理为:
Li2O•Al2O3•SiO2+K2SO4═K2O•Al2O3•SiO2+Li2SO4
Li2O•Al2O3•SiO2+Na2SO4═Na2O•Al2O3•SiO2+Li2SO4
②锂离子浸取液中含有的金属离子为:K+、Na+、Li+、Fe3+、Fe2+、Al3+、Mn2+
③几种金属离子沉淀完全的pH
金属离子Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3Mn(OH)2
沉淀完全的pH4.79.03.210.1
④Li2SO4、Li2CO3在不同温度下的溶解度(g/100g水)
温度
溶解度
10℃20℃50℃80℃
Li2SO435.434.733.131.7
Li2CO31.431.331.080.85
(1)浸取时使用冷水的原因是Li2SO4的溶解度随温度升高而减少,用冷水浸取可以提高浸取率.
(2)滤渣2的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3
(3)流程中分2次调节pH(pH7~8和pH>13),有研究者尝试只加一次浓NaOH溶液使pH>13,结果发现在加饱和碳酸钠溶液沉锂后,随着放置时间延长,白色沉淀增加,最后得到的Li2CO3产品中杂质增多.Li2CO3产品中的杂质可能是Al(OH)3,用离子方程式表示其产生的原因Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
(4)加热浓缩的作用是提高Li+ 浓度和溶液温度,使得Li2CO3容易析出.
(5)洗涤Li2CO3晶体使用热水.
 0  155080  155088  155094  155098  155104  155106  155110  155116  155118  155124  155130  155134  155136  155140  155146  155148  155154  155158  155160  155164  155166  155170  155172  155174  155175  155176  155178  155179  155180  155182  155184  155188  155190  155194  155196  155200  155206  155208  155214  155218  155220  155224  155230  155236  155238  155244  155248  155250  155256  155260  155266  155274  203614 

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