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以黄铜矿和硫磺制取铜 化学以铜为原料制取硫酸铜及金属铜的新工艺

其中也会对以铜为原料制取硫酸铜进行解释,原料的综合利用率较高.其主2、【化学——选修化学与技术】(15分)现有一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺,含有少量一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺,原料的综合利用率较高.其主(1)从题目后面的反应判断出第一步反应产物有CuS,FeCuS2+S=FeS2+CuS(2)...

今天给各位分享以黄铜矿和硫磺制取铜的知识,其中也会对以铜为原料制取硫酸铜进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!

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一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺,原料的综合利用率较高.其主

(1)从题目后面的反应判断出第一步反应产物有CuS,根据S的价态变化可以判断出反应式为:FeCuS2+S=FeS2+CuS

(2)在酸性环境和NaCl存在下才能发生第二步反应。

(3)反应3是把Cu+氧化为Cu2+,该环境下为CuCl2,添加硫酸后为CuSO4,析出硫酸铜为题目的要求。

【化学——选修化学与技术】(15分)现有一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺,原料的综合

共15分。(1)SO 2 会导致大气污染(1分),同时要消耗大量的热能(1分)

(2)FeS 2 (1分)、CuS(1分) (3)4CuCl 2 - +O 2 +4H + =4Cu 2+ +8Cl - +2H 2 O(2分)

(4)该温度下,硫酸铜的溶解度小于氯化铜(2分)

(5)BCD(2分,漏选1个得1分,错选或漏选2个以上不得分)

(6)①SO 2 + 2Fe 3+ + 2H 2 O=SO 4 2+ 2Fe 2+ + 4H + (2分) ②12.00%(2分

试题分析:(1)在高温下煅烧,则会要消耗大量的热能;其次生成的SO 2 会导致大气污染。

(2)根据黄铜矿中元素的化合价、单质S的化学性质以及反应Ⅱ的离子方程式可知,反应Ⅰ的产物为FeS 2 、CuS。

(3)反应Ⅲ是氧气氧化CuCl 2 - 离子,所以该反应的离子方程式为4CuCl 2 - +O 2 +4H + =4Cu 2+ +8Cl - +2H 2 O。

(4)由于该温度下,硫酸铜的溶解度小于氯化铜,所以会析出硫酸铜晶体。

(5)根据方程式可知,铜和氧元素的化合价降低,被还原,A不正确;SO 2 是大气污染物,不能随意排放,B正确;S的化合价升高,所以SO 2 既是氧化产物又是还原产物,C正确;当有8mol铜生成时,转移电子的物质的量是8mol×2+21mol×4=100mol,则选项D正确,答案选BCD。

(6)①硫酸铁能氧化SO 2 生成硫酸,则①SO 2 通入Fe 2 (SO 4 ) 3 溶液,发生反应的离子方程式为SO 2 + 2Fe 3+ + 2H 2 O=SO 4 2+ 2Fe 2+ + 4H + 。

②消耗K 2 Cr 2 O 7 的物质的量是0.02000 mol/L×0.025L=0.0005mol,则根据电子电子守恒可知,亚铁离子的物质的量是0.0005mol×6=0.003mol,所以根据方程式可知,SO 2 的物质的量是0.003mol÷2=0.0015mol,因此反应Ⅳ所得气体中SO 2 的体积分数为 。

点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题综合性强,贴近高考,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导,有助于培养学生逻辑推理能力,提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是准确判断出有关元素的化合价变化情况,如何结合题意并借助于电子得失守恒进行判断和计算即可。

以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示:Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS2,含有少量

(1)①H2S有毒,会污染空气,铁离子将硫化氢氧化而降低污染,故答案为:吸收硫化氢气体,防止污染环境;

②阳极上亚铁离子失电子生成铁离子,电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+,所以铁离子浓度基本不变,故答案为:Fe2+-e-=Fe3+;

(2)阴极上氢离子放电生成氢气,铜离子放电生成Cu,酸性条件下,Cu和氧气发生氧化还原反应生成硫酸铜,所以反应方程式为2H++2e-=H2↑、Cu2++2e-=Cu、2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O,故答案为:2H++2e-=H2↑、Cu2++2e-=Cu、2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O;

(3)有机相和水相不互溶且都是液态,所以可以采用分液方法分离,用到的仪器是分液漏斗;R2Cu(有机相)易溶于有机溶剂而达到与其它金属阳离子分离的目的,故答案为:分液漏斗;富集铜离子,分离铜离子与其它金属阳离子;

(4)加入稀硫酸时,硫酸电离出氢离子导致溶液中氢离子浓度增大,促进2RH(有机物)+Cu2+(水相)?R2Cu(有机相)+2H+(水相)向逆反应方向移动,所以Cu2+得以再生,

故答案为:增大氢离子浓度,使2RH(有机物)+Cu2+(水相)?R2Cu(有机相)+2H+(水相)向逆反应方向移动;

(5)原溶液中n(CuSO4)=0.5mol/L×0.2L=0.1mol,析出n(Cu)=

3.2g

64g/mol

=0.05mol<0.1mol,

根据Cu原子守恒知,溶液中还含有0.05mol硫酸铜,根据硫酸根离子守恒知,还存在0.05mol硫酸,水还电离出部分氢离子,则溶液中离子浓度大小顺序是c(H+)>c(SO42-)>c(Cu2+)>c(OH-),

故答案为:c(H+)>c(SO42-)>c(Cu2+)>c(OH-).

以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示:Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS 2 ,含有少

(16分)

(1)①吸收硫化氢气体,防止环境污染(1分)

②Fe 2+ e - →Fe 3+ (1分)

(2)2H + +2 e - →H 2 ↑  Cu 2+ +2e - →Cu     2Cu+O 2 +2H 2 SO 4 =2CuSO 4 +2H 2 O(各1分)

(3)分液漏斗 (1分)

富集Cu 2+ , 分离Cu 2+ 与其它金属阳离子 (2分,每个要点1分)

(4) 增大H + 浓度 ,使平衡2RH(有机相) + Cu 2+ (水相)  R 2 Cu(有机相)+ 2H + (水相) 逆向移动 ,Cu 2+ 进入水相得以再生(1分)

(5) c(H + )c(SO 4 2)c(Cu 2+ )c(OH )(2分)

试题分析:

(1)根据反应:CuFeS 2 + 4H + = Cu 2+ + Fe 2+ + 2H 2 S    2Fe 3+ + H 2 S = 2Fe 2+ + S↓+ 2H + ①可知硫酸铁作用为吸收硫化氢气体,防止环境污染;②吸收硫化氢气体要消耗Fe 3+ ,而其浓度不变必须Fe 2+ 在阳极放电:Fe 2+ e - →Fe 3+ 。

(2)根据题中现象和离子放电规律可知:2H + +2 e - →H 2 ↑ 

Cu 2+ +2e - →Cu     2Cu+O 2 +2H 2 SO 4 =2CuSO 4 +2H 2 O(各1分)

(3)分离互不相容的液体要使用分液漏斗 ;

萃取的作用在于富集Cu 2+ ,分离Cu 2+ 与其它金属阳离子。

(4)根据题意可知:增大H + 浓度,使平衡2RH(有机相) + Cu 2+ (水相) R 2 Cu(有机相)+ 2H + (水相)逆向移动,Cu 2+ 进入水相得以再生。

(5)电解200mL0.5 mol/L的CuSO 4 溶液,生成铜3.2 g时,相当于等浓度的CuSO 4 和硫酸的混合液,其中Cu 2+ 部分水解,得c(H + )c(SO24)c(Cu 2+ )c(OH )。

以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示:Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS 2 ,含有少量

(1)①吸收硫化氢气体,防止环境污染

②Fe 2 + -e - =Fe 3 +

(2)2H + +2e - =H 2 ↑、Cu 2 + +2e - =Cu、2Cu+O 2 +2H 2 SO 4 =2CuSO 4 +2H 2 O

(3)分液漏斗 富集Cu 2 + 、分离Cu 2 + 与其它金属阳离子

(4)增大H + 浓度,使平衡2RH(有机相)+Cu 2 + (水相)??R 2 Cu(有机相)+2H + (水相)逆向移动,Cu 2 + 进入水相得以再生

(5)c(H + )>c(SO 4 2)>c(Cu 2 + )>c(OH - )

(1)根据2Fe 3 + +H 2 S=2Fe 2 + +S↓+2H + ,可判断Fe 2 (SO 4 ) 3 的主要作用是氧化H 2 S气体,防止H 2 S对环境的污染,当Fe 3 + 被H 2 S还原为Fe 2 + 后,在阳极上Fe 2 + -e - =Fe 3 + ,使Fe 3 + 的浓度基本保持不变。

(2)在阴极上,2H + +2e - =H 2 ↑,然后Cu 2 + +2e - =Cu,接着在酸性条件下,Cu被O 2 氧化成CuO,CuO和H 2 SO 4 反应生成CuSO 4 。

(3)有机相和水相不混溶,所以应用分液漏斗分离,由于Cu 2 + 在有机相中,所以加入有机萃取剂可富集Cu 2 + 。

(4)利用化学平衡移动原理解释。

(5)2CuSO 4 +2H 2 O 2Cu+2H 2 SO 4 +O 2 ↑

0.05 mol  0.05 mol

所以n(H + )=0.1 mol

由于Cu 2 + 的水解,所以n(Cu 2 + )<0.05 mol,n(H + )>0.1 mol。

所以c(H + )>c(SO 4 2)>c(Cu 2 + )>c(OH - )。

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