(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: 。
高三化学实验题中等难度题
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:
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:_______________。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
(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: 。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
工业上以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料制备金属铜,有如下两种工艺。
I.火法熔炼工艺:将处理过的黄铜矿加人石英,再通人空气进行焙烧,即可制得粗铜。
(1)焙烧的总反应式可表示为:2CuFeS2 + 2SiO2+5O2=2Cu+2FeSi03+4SO2该反应的氧化剂是_____。
(2)下列处理SO2的方法,不合理的是_____
A.高空排放
B.用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠
C.用氨水吸收后,再经氧化制备硫酸铵
D.用BaCl2溶液吸收制备BaSO3
(3)炉渣主要成分有FeO 、Fe2O3 、SiO2 ,Al2O3等,为得到Fe2O3加盐酸溶解后,后续处理过程中,未涉及到的操作有_____。
A过滤;B加过量NaOH溶液;C蒸发结晶;D灼烧;E加氧化剂
II.FeCl3溶液浸取工艺:其生产流程如下图所示
(4)浸出过程中,CuFeS2与FeCl3溶液反应的离子方程式为 _____________。
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质是_____(填化学式)。
(6)若用石墨电极电解滤液,写出阳极的电极反式_____________。
(7)黄铜矿中含少量Pb,调节C1一浓度可控制滤液中Pb2+的浓度,当c(C1一)=2mo1·L-1时溶液中Pb2+物质的量浓度为__mol·L-1。[已知KSP(PbCl2)=1 x 10一5]
高三化学填空题极难题查看答案及解析
黄铜矿(主要成分CuFeS2)是提取铜的主要原料
已知:2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO炉渣产物Cu2S在1200℃高温下继续反应: 2Cu2S+3O2 → 2Cu2O+2SO2, 2Cu2O+Cu2S → 6Cu+SO2,假定各步反应都完全,完成下列计算:
①由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu,求消耗O2的物质的量 mol
② 6 mol CuFeS2和14.25 mol O2反应,理论上可得到 mol铜
高三化学计算题中等难度题查看答案及解析
黄铜矿(主要成分CuFeS2)是提取Cu的主要原料。
已知:2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(Ⅰ)
产物Cu2S在1200 ℃高温下继续反应:2Cu2S+3O2==2Cu2O+2SO2 (Ⅱ)
2Cu2O+Cu2S==6Cu +SO2↑ (Ⅲ)
假定各步反应都完全。则下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ中CuFeS2仅作还原剂
B. 取12.5g黄铜矿样品,经测定含3.60g硫,则矿样中CuFeS2质量分数一定为82.8%
C. 由6molCuFeS2生成6molCu消耗O2的物质的量为14.25mol
D. 6molCuFeS2和15.75molO2反应,理论上可得到铜的物质的量为3mol
高三化学单选题困难题查看答案及解析
黄铜矿(主要成分CuFeS2)是提取Cu的主要原料。
已知:2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(Ⅰ)
产物Cu2S在1200 ℃高温下继续反应:2Cu2S+3O2==2Cu2O+2SO2 (Ⅱ)
2Cu2O+Cu2S==6Cu +SO2↑ (Ⅲ)
假定各步反应都完全。则下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ中CuFeS2仅作还原剂
B. 取12.5g黄铜矿样品,经测定含3.60g硫,则矿样中CuFeS2质量分数一定为82.8%
C. 由6molCuFeS2生成6molCu消耗O2的物质的量为14.25mol
D. 6molCuFeS2和15.75molO2反应,理论上可得到铜的物质的量为3mol
高三化学单选题困难题查看答案及解析
黄铜矿(主要成分CuFeS2)是提取Cu的主要原料。
已知:2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(Ⅰ)
产物Cu2S在1200 ℃高温下继续反应:2Cu2S+3O2==2Cu2O+2SO2 (Ⅱ)
2Cu2O+Cu2S==6Cu +SO2↑ (Ⅲ)
假定各步反应都完全。则下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ中CuFeS2仅作还原剂
B. 取12.5g黄铜矿样品,经测定含3.60g硫,则矿样中CuFeS2质量分数一定为82.8%
C. 由6molCuFeS2生成6molCu消耗O2的物质的量为14.25mol
D. 6molCuFeS2和15.75molO2反应,理论上可得到铜的物质的量为3mol
高三化学单选题困难题查看答案及解析
下图是以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料制取胆矾晶体的流程:
已知:
ⅰ.高温焙烧时的主要反应有:2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2
2Cu2S+ 5O22CuO+2CuSO4,2FeS+3O22FeO+2SO2 ;
ⅱ.常温下Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,Ksp[Cu(OH)2]=3.0×10-20。
(1)CuFeS2中硫元素的化合价为______________________,写出上述流程中生成亚硫酸铵的化学方程式:______________________________________________________________________。
(2)最适合的试剂A是__________(写化学式)溶液;当试剂A的浓度为6.0mol·L-1时 ,“浸出”实验中,铜的浸出率结果如下图所示。由图可知,当铜的浸出率为90% 时,所采用的实验条件(温度、时间)为__________。
(3)最适合的试剂C是__________(填标号)。
a.Cl2b. H2O2 溶液 c.酸性高锰酸钾溶液 d.浓硫酸
(4)加入适量CuO粉末的作用是调节溶液的pH,促进Fe3+水解,达到除杂的目的。写出实现该目的的总反应的离子方程式:_________________________________________________________。
(5)有同学怀疑CuO不一定能达到上述目的,而小张同学却认为可以通过计算来确定。设溶液中Cu2+的浓度为3.0 mol·L-1,则Cu2+开始沉淀时溶液的pH 为__________,Fe3+沉淀完全时溶液的pH 为__________。通过计算判断加入CuO__________(填“能”或“不能”)达到目的(提示:1g 5=0.7;通常认为残留在溶液中的某离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1 时,就认为该离子已沉淀完全)。
(6)假设流程图中消耗的CuO为ag,最终制得bg胆矾晶体,消耗黄铜矿的质量为cg,不考虑生产过程中的损失,则黄铜矿中CuFeS2的质量分数为__________(写出原始的计算结果即可,不必化简)。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
工业上以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料制备金属铜,有如下两种工艺。
I.火法熔炼工艺,将处理过的黄铜矿加人石英,再通人空气进行焙烧,即可制得粗铜。
(1)焙烧的总反应式可表示为2CuFeS2+ 2SiO2+5O2=2Cu+2FeSiO3+4SO2该反应的氧化剂是________________________________________________________________________________ 。
(2)下列处理SO2的方法,不合理的是_____
A高空排放 B用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠
C用氨水吸收后,再经氧化制备硫酸铵 D用BaCl2溶液吸收制备BaSO3
(3)炉渣主要成分有FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3等,为得到Fe2O3加盐酸溶解后,后续处理过程中,未涉及到的操作有________________________________________________________________________________________________ 。
A过滤 B加过量NaOH溶液 C蒸发结晶 D灼烧 E加氧化剂
II. FeCl3溶液浸取工艺其生产流程如下图所示
(4)浸出过程中,CuFeS2与FeCl3溶液反应的离子方程式为_____________。
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质是________________________________________________________________________________________ (填化学式)。
(6)若用石墨电极电解滤液,写出阳极的电极反式_____________。
(7)黄铜矿中含少量Pb,调节C1一浓度可控制滤液中Pb2+的浓度,当c(C1一)=2mo1·L-1时,溶液中Pb2+物质的量浓度为________________________________________________________ mol·L-1。[已知KSP(PbCl2)=1 x 10一5]
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
工业上以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料制备金属铜,有如下两种工艺。
I.火法熔炼工艺:将处理过的黄铜矿加入石英,再通入空气进行焙烧,即可制得粗铜。
(1)焙烧的总反应式可表示为:2CuFeS2+ 2SiO2+5O2=2Cu+2FeSiO3+4SO2该反应的氧化剂是___________。
(2)下列处理SO2的方法,不合理的是_____
A高空排放 B用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠
C用氨水吸收后,再经氧化制备硫酸铵 D用BaCl2溶液吸收制备BaSO3
(3)炉渣主要成分有FeO 、Fe2O3 、SiO2、Al2O3等,为得到Fe2O3加盐酸溶解后,后续处理过程中未涉及到的操作有____________。
A过滤 B加过量NaOH溶液 C蒸发结晶 D灼烧 E加氧化剂
II.FeCl3溶液浸取工艺:其生产流程如下图所示
(4)浸出过程中,CuFeS2与FeCl3溶液反应的离子方程式为_____________。
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质是____ (填化学式)。
(6)若用石墨电极电解滤液,写出阳极的电极反式_____________。
(7)黄铜矿中含少量Pb,调节C1一浓度可控制滤液中Pb2+的浓度,当c(C1一)=2mo1·L-1时溶液中Pb2+物质的量浓度为___mol·L-1。[已知KSP(PbCl2)=1 x 10一5]
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析