我国黄铜矿的储量比较丰富,主要产地集中在长江中下游地区、川滇地区、山西南部、甘肃的河西走廊以及西藏高原等地。黄铜矿是一种铜铁硫化物矿物,外观黄铜色,主要成分是CuFeS2,还含有少量的SiO2和Ni、Pb、Ag、Au等元素。为实现黄铜矿的综合利用,设计了如下的工艺流程。
已知:①a、b、c均为整数;②CuCl+2Cl-CuCl32-。
(1)CuFeS2中S的化合价为___。铁红的主要成分是___(填化学式)。
(2)实验测得“反应I”中有SO42-生成,该反应离子方程式为___,选H2O2溶液优于HNO3的原因是___。
(3)“反应II”中NaCl浓度过大,碱式氯化铜产率较低,其原因是____。
(4)写出“焙烧I”发生反应的化学方程式___。
(5)废电解液中含有少量的Pb2+,从废电解液中除去Pb2+的方法是往其中通人H2S至饱和,使Pb2+转化为硫化物沉淀,若废电解液的pH=4,为保证不生成NiS沉淀,Ni2+浓度应控制在___以下。(已知:饱和H2S溶液中c(H2S)为0.1mol/L,H2S的电离常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=2.0×10-15,Ksp(NiS)=1.4×10-16)
高三化学工业流程中等难度题
我国黄铜矿的储量比较丰富,主要产地集中在长江中下游地区、川滇地区、山西南部、甘肃的河西走廊以及西藏高原等地。黄铜矿是一种铜铁硫化物矿物,外观黄铜色,主要成分是CuFeS2,还含有少量的SiO2和Ni、Pb、Ag、Au等元素。为实现黄铜矿的综合利用,设计了如下的工艺流程。
已知:①a、b、c均为整数;②CuCl+2Cl-CuCl32-。
(1)CuFeS2中S的化合价为___。铁红的主要成分是___(填化学式)。
(2)实验测得“反应I”中有SO42-生成,该反应离子方程式为___,选H2O2溶液优于HNO3的原因是___。
(3)“反应II”中NaCl浓度过大,碱式氯化铜产率较低,其原因是____。
(4)写出“焙烧I”发生反应的化学方程式___。
(5)废电解液中含有少量的Pb2+,从废电解液中除去Pb2+的方法是往其中通人H2S至饱和,使Pb2+转化为硫化物沉淀,若废电解液的pH=4,为保证不生成NiS沉淀,Ni2+浓度应控制在___以下。(已知:饱和H2S溶液中c(H2S)为0.1mol/L,H2S的电离常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=2.0×10-15,Ksp(NiS)=1.4×10-16)
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
(12分)【化学——化学与技术】黄铜矿在我国储量丰富,主要产地集中在长江中下游地区、川滇地区、山西南部中条山地区、甘肃的河西走廊以及西藏高原等。这种铜矿石所含主要成分为CuFeS2,某企业以其为原料炼制精铜的工艺流程示意图如下:
请回答下列问题:
(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到l000℃,矿砂与空气反应生成冰铜(由Cu2S和FeS互相熔合而成)和大气污染物A,该过程中发生主要反应的化学方程式为_________________;A可用于海水提溴,在粗溴提纯环节中,A参与反应的化学方程式为__________________;利用反射炉中产生的矿渣可生产一种良好的无机高分子絮凝剂——聚硅酸铁,其具有净水作用。将下列各项中物质加入水中后,不具有类似聚硅酸铁的净水作用的是_____________(填下列序号字母)
a.明矾 b.硫酸镁 c.硫酸铁 d.硫酸铝
(2)冰铜所含铜元素的质量分数为20%~50%。转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的部分Cu2S被氧化成Cu2O,生成的Cu2O再与Cu2S反应,得到粗铜,用一个反应的化学方程式表示利用冰铜生产粗铜的过程________,利用这种工艺生产2 t含铜量为98%的粗铜,至少需要铜元素含量为40%的冰铜_______t。
(3)以CuSO4溶液为电解液,电解精炼铜(粗铜中含Fe、Ag、Pt、Au等杂质)。下列说法中,正确的是______(填下列序号字母)。
a.电能全部转化为化学能
b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.电解液中Cu2+向阳极移动
d.从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属
高三化学填空题极难题查看答案及解析
(14分)2013年6月,我国“蛟龙”号再次刷新“中国深度”——下潜7062米,为我国深海矿物资源的开发奠定了基础。海洋深处有丰富的锰结核矿,锰结核的主要成分是MnO2,同时还含有黄铜矿。
Ⅰ、“蛟龙”号外壳是用特殊的钛合金材料制成,它可以在7000m的深海中承受重压,Ti是以钛白粉(TiO2)为原料进行生产,钛白粉是利用发生水解生成钛酸(H2TiO3)沉淀,再煅烧沉淀制得的。发生水解的离子方程式为_______________________。
Ⅱ、MnO2是一种重要的无机功能材料,工业上从锰结核中制取纯净的MnO2工艺流程如下图所示:
(1)步骤Ⅱ中以为氧化剂,当生成0.05mol时,消耗的溶液200ml,该反应离子方程式为______________________。
(2)已知溶液B的溶质之一可循环用于上述生产,此物质的名称是_________________。
Ⅲ、利用黄铜矿炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3等)可制备Fe2O3,方法为:
(A)用过量的稀盐酸浸取炉渣、过滤;
(B)向滤液中加入5%的H2O2,再向其中加入过量的NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得到Fe2O3。
根据以上信息回答下列问题:
(1)(B)中向滤液中加入5%的H2O2,其目的是_____________________。
(2)设计实验证明炉渣中含有FeO________________________________。
(3)将煅烧得到的Fe2O3还原为Fe单质,再将质量为m g的Fe单质分成相等的四份,分别与50mL、100mL、150mL、200mL的等浓度的稀硝酸反应,反应产物NO在标况下的体积见附表:
实验 | ① | ② | ③ | ④ |
50 | 100 | 150 | 200 | |
1.344 | 2.688 | 3.36 | 3.36 |
则:①m=____________g ②写出实验②发生反应后溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为:____________。
高三化学实验题困难题查看答案及解析
(14分)2013年6月,我国“蛟龙”号再次刷新“中国深度”——下潜7062米,为我国深海矿物资源的开发奠定了基础。海洋深处有丰富的锰结核矿,锰结核的主要成分是MnO2,同时还含有黄铜矿。
Ⅰ、“蛟龙”号外壳是用特殊的钛合金材料制成,它可以在7000m的深海中承受重压,Ti是以钛白粉(TiO2)为原料进行生产,钛白粉是利用TiO2+发生水解生成钛酸(H2TiO3)沉淀,再煅烧沉淀制得的。TiO2+发生水解的离子方程式为____________________________。
Ⅱ、MnO2是一种重要的无机功能材料,工业上从锰结核中制取纯净的MnO2工艺流程如下图所示:
(1)步骤Ⅱ中以NaClO3为氧化剂,当生成0.05molMnO2时,消耗0.1mol/L的NaClO3溶液200ml,该反应离子方程式为_______________________________。
(2)已知溶液B的溶质之一可循环用于上述生产,此物质的名称是____________。
Ⅲ、利用黄铜矿炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3等)可制备Fe2O3,方法为:
(A)用过量的稀盐酸浸取炉渣、过滤;(B)向滤液中加入5%的H2O2,再向其中加入过量的NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得到Fe2O3。根据以上信息回答下列问题:
(1)(B)中向滤液中加入5%的H2O2,其目的是_________________________________。
(2)设计实验证明炉渣中含有FeO___________________________________________。
(3)将煅烧得到的Fe2O3还原为Fe单质,再将质量为m g的Fe单质分成相等的四份,分别与50mL、100mL、150mL、200mL的等浓度的稀硝酸反应,反应产物NO在标况下的体积见附表:
实验 | ① | ② | ③ | ④ |
V(HNO3)/ml | 50 | 100 | 150 | 200 |
V(NO)/L | 1.344 | 2.688 | 3.36 | 3.36 |
则:①m=________g。
②写出实验②发生反应的化学方程式:_____________________________。
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四川含有丰富的矿产资源,钒矿、硫铁矿、铜矿等七种矿产储量位居全国前列。回答下列问题:
(1)钒在元素周期表中的位置为 ,V3+的价电子排布图为 。
(2)钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示,其晶体的化学式为
(3)V2O5常用作SO2 转化为SO3的催化剂。SO2 分子中键角 120°(填“>”、“<”或“=”); SO3的三聚体环状结构如图2所示,该结构中S—O键长有两类,一类键长约140pm,另一类键长约为160pm,较短的键为 (填图2中字母),该分子中含有 个σ键。
(4)V2O5 溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4),该盐阴离子的立体构型为 ,例举与VO43-空间构型相同的一种阳离子和一种阴离子 (填化学式);也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图3所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为 。
(5)硫能形成很多种含氧酸,如H2SO3、H2SO4。硫的某种含氧酸分子式为H2S2O7,属于二元酸,已知其结构中所有原子都达到稳定结构,且不存在非极性键,试写出其结构式 (配位键须注明)。
(6)利用铜萃取剂M,通过如下反应实现铜离子的富集:
M与W(分子结构如图)相比,M的水溶性小,更利于Cu2+的萃取。M水溶性小的主要原因是
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(18分)钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,江西省攀枝花和西昌地区的钒钛磁铁矿储量十分丰富。如下图所示,将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率,减少环境污染。请填写下列空白:
⑴电解食盐水时,总反应的离子方程式_____________________________________。
⑵写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式:___________________。
⑶已知:①Mg(s) +Cl2(g)=MgCl2(s);ΔH=-641 kJ·mol-1
②Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s);ΔH=-770 kJ·mol-1
则2Mg(s)+TiCl4(g)=2MgCl2(s)+Ti(s);ΔH____________________
反应在Ar气氛中进行的理由是____________________。
⑷在上述产业链中,合成192 t甲醇理论上需额外补充H2__________t(不考虑生产过程中物质的任何损失)。
⑸以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是____________________________________________。
(6)已知2A2(g)+B2(g) 2C3(g);△H=-a kJ/mol(a >0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2mol A2和1mol B2,在500℃时充分反应达平衡后C3的浓度为w mol/L,放出热量b kJ。
①比较a____________b(填>、=、<)
②此反应的平衡常数表达式为________________________;若将反应温度升高到700℃,反应的平衡常数将_____________(增大、减小或不变)
③能说明该反应已经达到平衡状态的是______。
A.v(C3)=2v(B2) B.容器内压强保持不变
C.v逆(A2)=2v正(B2) D.容器内的密度保持不变
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我国具有丰富的铜矿资源,请回答下列有关铜及其化合物的问题:
(1)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。Cu和Zn在元素周期表中位于_____区,请写出基态Cu原子的价电子排布式_______________。第一电离能Il(Zn)_______Il(Cu)(填“大于”或“小于”),原因是________。
(2)新型农药松脂酸铜具有低残留的特点,下图是松脂酸铜的结构简式,请分析1个松脂酸铜中π键的个数是______,加“*”碳原子的杂化方式为________。
(3)硫酸铜溶于氨水形成[Cu(NH3)4]SO4深蓝色溶液。
①在[Cu(NH3)4]2+中Cu2+、NH3之间形成的化学键为____,提供孤电子对的成键原子是______。
②立体构型是_____________。
③NH3的沸点 _________(填“高于”或“低于”)PH3;
(4)一种铜镍合金(俗称白铜)的晶胞如下图所示,铜、镍原子个数比为__________。
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我国钒钛磁铁矿分布广泛,储量丰富,不仅是铁的重要来源,其中伴生的钛、钒、铝等多种成分还具有很高的利用价值。其尾矿是工业提取钛的重要来源
I.钒钛磁铁矿的尾矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量FeO、Al2O3、SiO2 等杂质) 经选矿后得到钛精矿过一系列反应制得TiO2:
(1)氢氧化钠净化尾矿的目的是_________________________________。
(2)写出钛精矿中FeTiO3与80%硫酸溶液反应的化学方程式:___________________。
II.以TiO2 为原料制备金属钛,流程如下: TiO2→TiCl4→Ti
(3)已知反应:TiO2(s)十2Cl2(g)=TiCl4(l)十O2(g) △H=十151kJ/mol,但不能由TiO2和Cl2直接反应(即氯化反应)来制取TiCl4试解释原因:___________________________________。
(4)当往氯化反应体系中加入碳后,使得该反应在高温条件下能顺利制得TiCl4,从化学平衡的角度解释其原因___________________________________________。
(5)己知碳的燃烧热394kJ/mol,请写出TiO2 与Cl2、C反应制取TiCl4的热化学方程式_____________。
III.以TiO2为原料可以制备Li4Ti5O12(一种锂离子电池的电极材料),过程如下:
(6)不同温度下,TiO2·xH2O与双氧水、氨水反应达到平衡所得实验结果如下表所示:
温度/℃ | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
TiO2·xH2O 的转化率 | 80% | 90% | 97% | 93% | 82% |
该过程的理想温度为_______________,分析表中数据,解释TiO2·xH2O的转化率随温度变化的原因:_______________________________________,该反应的离子方程式为________________________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
经多年勘测,2018年11月23日省自然资源厅发布消息称在皖江地区发现特大铜矿床,具有重大实际意义。以黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含有少量PbS、Al2O3、SiO2)为原料制取胆矾的流程如下图:
已知:常温下Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38, Ksp[Al(OH)3]=3.0×10-33,Ksp[Cu(OH)2]=3.0×10-20。
(1)CuFeS2中硫元素的化合价为______,硫元素在周期表中的位置是______________。写出上述流程中生成亚硫酸铵的离子方程式:_______________________________。
(2)最适合的试剂A是________(写化学式)溶液,固体2的成份为PbSO4和_______。当试剂A的浓度为6mol·L-1时 ,“浸出”实验中,铜的浸出率结果如图所示。所采用的最佳实验条件(温度、时间)为_______________。
(3)最适合的试剂B是_______(填序号),最适合的试剂C是______(填序号),固体3的成份为_________________________。
a.Cl2 b.CuO c.酸性高锰酸钾溶液 d.NaOH e.H2O2 溶液 f.K2CO3
(4)操作1如在实验室中进行,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_______,操作2的步骤为________________过滤、洗涤。
(5)根据已知信息,请计算:当Fe3+完全沉淀时,溶液中Al3+理论最大浓度为______。(提示:当离子浓度≤1×10-5mol·L时,认为该离子沉淀完全)
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
经多年勘测,2018年11月23日省自然资源厅发布消息称在皖江地区发现特大铜矿床,具有重大实际意义。以黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含有少量PbS、Al2O3、SiO2)为原料制取胆矾的流程如图:
已知:常温下Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38, Ksp[Al(OH)3]=3.0×10-33,Ksp[Cu(OH)2]=3.0×10-20。
(1)CuFeS2中硫元素的化合价为______,硫元素在周期表中的位置是______________。
写出上述流程中生成亚硫酸铵的离子方程式:____________。
(2)最适合的试剂A是________(写化学式)溶液,固体2的成份为PbSO4和_______。当试剂A的浓度为6mol·L-1时 ,“浸出”实验中,铜的浸出率结果如图所示。所采用的最佳实验条件(温度、时间)为_______________。
(3)最适合的试剂B是_______(填序号),最适合的试剂C是______(填序号),固体3的成份为_________________________。
a.Cl2 b.CuO c.酸性高锰酸钾溶液 d.NaOH e.H2O2 溶液 f.K2CO3
(4)操作1如在实验室中进行,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_______,操作2的步骤为_______________,_______________,过滤、洗涤。
(5)根据已知图像信息,请计算:当Fe3+完全沉淀时,溶液中Al3+理论最大浓度为______。
(提示:当离子浓度≤1×10-5mol·L时,认为该离子沉淀完全)
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