问题 问答题

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浓度可控制滤液中Pb2+的浓度,当c(C1)=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]

答案

(1)CuFeS2、O2

(2)A、D

(3)C

(4)CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S

(5)FeCl3 

(6)Fe2+-e=Fe3+ 

(7)2.5×10-6

(1)根据所给的方程式知,硫元素的化合价升高,铜元素从+2降到0价,因此CuFeS2、O2是氧化剂;

(2)SO2是大气污染物,不能随意排放,A错;用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠,可以防止污染,B正确;用氨水吸收,再经氧化制备硫酸铵,也可以防止污染,C正确;SO2不能溶于氯化钡溶液,D错;

(3)炉渣的主要成分是FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3等,为得到Fe2O3,加盐酸溶解后,需要过滤出SiO2,然后再加入氧化剂将溶液中的亚铁离子氧化为三价铁离子,再加入过量的氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀,过滤、洗涤、灼烧即得到氧化铁固体。因此涉及的操作是蒸发和结晶。选C。

(4)过滤得到的滤纸中含有S,说明发生的离子方程式是CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S;

(5)电解时产生的电解液可以与黄铜矿反应,所以该工艺中可以循环的物质是FeCl3

(6)电解池中阳极发生氧化反应,则Fe2+在阳极失去电子,所以阳极反应是,Fe2+-e=Fe3+

(7)已知Ksp="1" x 10一5,当溶液中c(Cl-)=2mol/L时,溶液中Pb2+的物质的量浓度是1 x 10一5/22=2.5×10-6

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问答题