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黄铜矿被氧化成硫酸盐(黄铜矿生成二氧化硫)

含少量杂质SiO2)为原料炼铜有了新3、有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下,加入CuO使溶液中的c(H+)减小,③流程中操作a是通过过滤的方法得到氢氧化铁沉淀和滤液B,操作b是溶液中得到CuSO4?溶液中得到溶质晶体可以加热蒸发浓缩,④检验溶液B中Fe3+是否被除尽的试剂是KSCN溶液,加入KSCN溶液若变红证明含有铁离子,(2)硫酸...

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据报道,有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下,酸性溶液中,将黄铜矿氧化成硫酸盐:4CuFe

(1)①由于B为磷酸铜溶液,铜离子在溶液中发生水解,离子方程式为:Cu2++2H2O?Cu(OH)2+2H+,所以溶液显示酸性,

故答案为:酸; Cu2++2H2O?Cu(OH)2+2H+;

②溶液中加入CuO后,溶液中的氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,使溶液中浓度积:c(Fe3+)?c(OH-)3>Ksp[Fe(OH)3],使Fe3+生成沉淀而除去,

故答案为:加入CuO使溶液中的c(H+)减小,c(OH-)浓度增大,使溶液中c (Fe3+)?c(OH-)3>Ksp[Fe(OH)3],使Fe3+生成沉淀而除去;

③流程中操作a是通过过滤的方法得到氢氧化铁沉淀和滤液B,滤液B是硫酸铜溶液,操作b是溶液中得到CuSO4?5H2O晶体的实验方法,溶液中得到溶质晶体可以加热蒸发浓缩,冷却结晶得到,

故答案为:过滤;蒸发浓缩,冷却结晶;

④检验溶液B中Fe3+是否被除尽的试剂是KSCN溶液,加入KSCN溶液若变红证明含有铁离子,若加入后溶液不变红证明不含铁离子,

故答案为:KSCN溶液;溶液不变红;

(2)硫酸铜溶液得到金属铜的方法,可以加入铁粉置换铜反应的化学方程式为:CuSO4+Fe═FeSO4+Cu;也可以惰性电极通电电解硫酸铜溶液,反应的化学方程式为:2CuSO4+2H2O

 通电 

.

 

2Cu+O2↑+2H2SO4,

故答案为:CuSO4+Fe═FeSO4+Cu;2CuSO4+2H2O

 通电 

.

 

2Cu+O2↑+2H2SO4.

[三选一-选修化学与技术]近年来,以黄铜矿(主要成分是CuFeS 2 ,含少量杂质SiO 2 )为原料炼铜有了新

(1)Fe(OH) 3 、CuO  

(2)CuSO 4 + Fe= Cu + FeSO 4    

(3)稀H 2 SO 4 ;铁粉  

(4)蒸发浓缩 ;冷却结晶 ;过滤

有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下,可以将黄铜矿(主要成分是CuFeS 2 ,含少量杂质SiO 2 )氧化成硫酸

(1)Fe 3+ 在溶液中存在水解平衡,即Fe 3+ + 3H 2 O Fe(OH) 3 +3H + ,在PH小于4时,Fe 3+ 开始沉淀(PH=2.7),当加入氧化铜后,氧化铜能与H + 反应,促进水解平衡右移,使Fe 3+ 转化为Fe(OH) 3 被除去,而氧化铜不被损耗,且不会引入新杂质。

(2)2CuSO 4 +2 H 2 O 2Cu+O 2 +2H 2 SO 4 .或Fe+CuSO 4 =Cu+FeSO 4

(3) Fe;(4)结晶、过滤(5)4CuFeS 2 +17O 2 +2H 2 SO 4 ═2Fe 2 (SO 4 ) 3 +4CuSO 4 +2H 2 O

试题分析:(1)Fe 3+ 在溶液中存在水解平衡,即Fe 3+ + 3H 2 O Fe(OH) 3 +3H + ,在PH小于4时,Fe 3+ 开始沉淀(PH=2.7),当加入氧化铜后,氧化铜能与H + 反应,促进水解平衡右移,使Fe 3+ 转化为Fe(OH) 3 被除去,而氧化铜不被损耗,且不会引入新杂质。

(2)电解硫酸铜溶液,化学方程式为:2CuSO 4 +2 H 2 O 2Cu+O 2 ↑+2H 2 SO 4 .或Fe+CuSO 4 =Cu+FeSO 4

(3)这一问应从工艺流程图的结构入手,通过(1)的分析,已经知道固体A为氢氧化铁,加入试剂a后得到的溶液通过反应v加入b,滤液中的溶质能转化为FeSO 4 ,根据物质的转化原理可知b为Fe。

(4)获得绿矾晶体时先蒸发浓缩,因为硫酸铁的溶解度随温度的升高而增大,所以降温溶解度减小,会析出晶体,最后过滤即可.

(5)反应Ⅰ中的反应物是CuFeS 2 、O 2 、H 2 SO 4 三种物质,生成物是硫酸铁、硫酸铜和水,根据奇偶法配平,所以方程式是:4CuFeS 2 +17O 2 +2H 2 SO 4 ═2Fe 2 (SO 4 ) 3 +4CuSO 4 +2H 2 O;

近年来,湿法炼铜有了新进展,科学家发现有一种细菌在有氧气存在的酸性溶液中,可以将黄铜矿(主要成分是

(1)得到的滤渣2中加入硫酸和过量的铁之后生成的是硫酸亚铁和过量铁粉混合物,过滤可以实现固体和液体的分离,故答案为:过滤;

(2)得到的滤渣2是将三价铁沉淀下来的难溶物,可用硫酸来溶解,再加入金属铁可以和三价铁化合为亚铁离子,而又不会引进杂质离子,故答案为:硫酸、过量的铁粉;

(3)硫酸根的检验一定要排除碳酸根的干扰,因为二者和钡离子反应均会生成白色沉淀,具体操作是:取少量的固体配制成溶液,加入盐酸无明显现象,再加入氯化钡溶液出现白色沉淀,证明含有硫酸根离子,否则没有,故答案为:取少量的固体配制成溶液,加入盐酸无明显现象,再加入氯化钡溶液出现白色沉淀,证明含有硫酸根离子,否则没有;

(4)由CuSO 4 溶液制取纯净的CuSO 4 ?5H 2 O应进行的操作是:加热浓缩、结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为:结晶、过滤、洗涤;

(5)Fe和CuFeS 2 中的S化合价升高,在反应中被氧化,故答案为:Fe和CuFeS 2 中的S;

(6)①CuSO 4 分解的除CuO外的气体有三种可能情况:二氧化硫、三氧化硫、二氧化硫和三氧化硫的混合物,故答案为:仅有SO 2 ;仅有SO 3 ;

②根据实验原理以及实验装置的作用可以知道三氧化硫的量可以用浓硫酸质量增加来确定,二氧化硫可以通过澄清石灰水的质量增加来确定,氧气可以用排水量气法来收集,故答案为:D→C(→G)E或F→D→C(→G)→E.

据报道,有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下的酸性溶液中,能将黄铜矿(CuFeS2)氧化成

(1)在4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O反应中,CuFeS2中Fe从+2价变为产物中的+3价,硫从-2价变为产物中的+6价,Fe和CuFeS2中的S化合价升高,在反应中被氧化,

故答案为:Fe和CuFeS2中的S;

(2)①该实验的目的是制备胆矾(CuSO4?5H2O),需除去杂质三价铁离子,所以调节溶液的pH使三价铁离子变成氢氧化铁沉淀且沉淀完全,而铜离子不能沉淀,所以步骤一应调节溶液的pH范围是3.2≤pH<4.7,加入CuO,CuO与H+反应使c(H+)减小,c(OH-)增大,使溶液中c(Fe3+)?c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],导致Fe3+生成沉淀而除去,

故答案为:3.2≤pH<4.7;加入CuO与H+反应使c(H+)减小,c(OH-)增大,使溶液中c(Fe3+)?c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],导致Fe3+生成沉淀而除去;

②CuSO4溶解度受温度影响较大,将硫酸铜溶液蒸发浓缩后,将热的硫酸铜溶液静置并慢慢降温,得到硫酸铜晶体,

故答案为:蒸发浓缩,冷却结晶;

(3)CuSO4溶液中铜离子的放电能力大于氢离子的放电能力,所以铜离子先放电;氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力,氢氧根离子先放电,阳极上失电子,发生氧化反应,所以该过程中右边电极氢氧根离子在阳极上失电子生成氧气4OH--4e-=O2↑+2H2O;阴极上得电子,反应还原反应,所以铜离子的阴极上得电子生成铜Cu2++2e-=Cu,总的反应为:2CuSO4+2H2O

 通电 

.

 

2Cu+2H2SO4+O2↑,

故答案为:4OH--4e-=O2↑+2H2O;2CuSO4+2H2O

 通电 

.

 

2Cu+2H2SO4+O2↑;

(4)①2Cu(s)+

1

2

O2(g)=Cu2O(s)△H=-12kJ?mol-1②2Cu(s)+S(s)=Cu2S(s)△H=-79.5kJ?mol-1③S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-296.8kJ?mol-1根据盖斯定律③-①×2-②可得Cu2S(s)+2Cu2O(s)=6Cu(s)+SO2(g);△H4=-193.33kJ/mol,

故答案为:-193.3kJ?mol-1;

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