【題目】我國黃銅礦的儲量比較豐富,主要產地集中在長江中下游地區(qū)、川滇地區(qū)、山西南部、甘肅的河西走廊以及西藏高原等地。黃銅礦是一種銅鐵硫化物礦物,外觀黃銅色,主要成分是CuFeS2,還含有少量的SiO2和Ni、Pb、Ag、Au等元素。為實現(xiàn)黃銅礦的綜合利用,設計了如下的工藝流程。
已知:①a、b、c均為整數(shù);②CuCl+2Cl-CuCl32-。
(1)CuFeS2中S的化合價為___。鐵紅的主要成分是___(填化學式)。
(2)實驗測得“反應I”中有SO42-生成,該反應離子方程式為___,選H2O2溶液優(yōu)于HNO3的原因是___。
(3)“反應II”中NaCl濃度過大,堿式氯化銅產率較低,其原因是____。
(4)寫出“焙燒I”發(fā)生反應的化學方程式___。
(5)廢電解液中含有少量的Pb2+,從廢電解液中除去Pb2+的方法是往其中通人H2S至飽和,使Pb2+轉化為硫化物沉淀,若廢電解液的pH=4,為保證不生成NiS沉淀,Ni2+濃度應控制在___以下。(已知:飽和H2S溶液中c(H2S)為0.1mol/L,H2S的電離常數(shù)Ka1=1.0×10-7,Ka2=2.0×10-15,Ksp(NiS)=1.4×10-16)
【答案】-2 Fe2O3 2CuFeS2+17H2O2+2H+=2Cu2++2Fe3++4SO42-+18H2O 不引入雜質離子,無污染 氯離子濃度大,CuCl+2Cl-CuCl32-平衡正向移動,導致CuCl的濃度減小,生成的堿式氯化銅的量減少,產率 較低 2CuFeS2Cu2S+2FeS+S 0.07mol/L
【解析】
本題中存在兩個流程,第一個流程目的是以黃銅礦為原料生產堿式氯化銅,黃銅礦(主要含CuFeS2及少量Fe2O3、SiO2),加入稀鹽酸酸浸,SiO2不溶于稀鹽酸,溶液中浸出Cu2+,Fe2+,Fe3+等離子,加入H2O2溶液,酸性條件下H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,加入氨水調節(jié)溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀除去Fe3+,進行操作Ⅰ過濾,得到SiO2、Fe(OH)3濾渣,溶液中則存在Cu2+為主,還存在SO42-,加入Cu和NaCl溶液,反應生成CuCl沉淀,經過操作Ⅱ過濾得到CuCl(s)和濾液,加入H2O和O2發(fā)生反應Ⅲ,得到堿式氯化銅;
第二個流程中先將黃銅礦隔絕空氣焙燒,得到Cu2S和FeS等,加入石英砂通入空氣焙燒,生成Cu2O、Cu,熔渣為Fe2O3等,Cu2O、Cu與鋁在高溫下發(fā)生鋁熱反應得到粗銅,電解可得到精銅。
(1)根據(jù)呈電中性CuFeS2,Cu為+2價,Fe為+2價,所以S為-2價,鐵紅的主要成分是Fe2O3;
(2)實驗測得反應I中有SO42-生成,由S2-轉化得到,H2O2作為氧化劑還會將CuFeS2中的二價鐵氧化成三價,結合電子守恒和元素守恒可得方程式為:2CuFeS2+17H2O2+2H+=2Cu2++2Fe3++4SO42-+18H2O;
H2O2作為氧化劑其還原產物無污染,且不引入新的雜質,而HNO3的還原產物污染環(huán)境且引入雜質;
(3)根據(jù)題目提供信息CuCl+2Cl-CuCl32-,當氯離子濃度過大時平衡正向移動,導致CuCl的濃度減小,生成的堿式氯化銅的量減少;
(4)根據(jù)流程可知產物中有Cu2S和FeS,通的化合價降低,則必有元素的化合價升高,反應物只有CuFeS2,鐵元素化合價沒變,可知S的化合價升高,又因為隔絕空氣焙燒,所以氧化產物應為S單質,故方程式為:2CuFeS2Cu2S+2FeS+S;
(5)飽和H2S溶液中c(H2S)為0.1mol/L,溶液pH=4,則溶液中c(H+)=10-4mol/L,根據(jù)Ka1=1.0×10-7,可解的c(HS-)約為10-4mol/L,根據(jù)Ka2=2.0×10-15,解得溶液中c(S2-)約為2.0×10-15mol/L,Ksp(NiS)=1.4×10-16=c(Ni2+)·c(S2-),所以為保證不生成NiS沉淀,Ni2+濃度應小于 。
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【題目】S-誘抗素制劑能保持鮮花盛開,S-誘抗素的分子結構如圖,下列關于該物質說法正確的是
A.S-誘抗素制劑分子中所有碳原子不可能處于同一平面上
B.1 mol S-誘抗素制劑最多能 4 mol Br2 發(fā)生加成反應
C.在 Cu 或 Ag 做催化劑、加熱條件下能被 O2 氧化為醛
D.該化合物不能發(fā)生聚合反應
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【題目】H2CO3是一種二元弱酸,常溫下H2CO3水溶液中碳元素的存在形態(tài)的物質的量分數(shù)與溶液的pH的關系如圖所示,據(jù)此分析,下列說法不正確的是( )
A.pH=8時,溶液中含碳元素的微粒主要是HCO3—
B.A點,溶液中H2CO3和HCO3-濃度相同
C.當c(HCO3-)=c(CO32-)時,c(H+)<c(OH-)
D.pH=8.4的水溶液中加入NaOH溶液時,發(fā)生反應的離子方程式可為:HCO3-+OH-=CO32-+H2O
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【題目】(1)在微生物作用的條件下,NH4+經過兩步反應被氧化成NO3-。兩步反應的能量變化示意圖如下:
①第一步反應是________(填“放熱”或“吸熱”)反應,判斷依據(jù)是________________。
②1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學方程式是___________________________。
(2)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1①
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+0.5O2(g) ΔH=-226kJ·mol-1②
則CO(g)與Na2O2(s)反應放出509kJ熱量時,電子轉移數(shù)目為________________。
(3)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g) ΔH=-72kJ·mol-1,蒸發(fā)1molBr2(l)需要吸收的能量為30kJ,其他相關數(shù)據(jù)如下表:
物質 | H2(g) | Br2(g) | HBr(g) |
1mol分子中的化學鍵斷裂時需要吸收的能量(kJ) | 436 | 200 | a |
則表中a=______________。
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【題目】(1)已知碳酸:H2CO3,Ki1=4.3×10-7,Ki2=5.6×10-11,草酸:H2C2O4,Ki1=5.9×10-2,Ki2=6.4×10-5
①0.1mol·L-1Na2CO3溶液的pH____0.1mol·L-1Na2C2O4溶液的pH。(填“大于”“小于”或“等于”)
②碳酸鈉溶液顯堿性的原因是_____________________________ 。(用主要的離子方程式表示)
③若將等濃度的草酸溶液和碳酸溶液等體積混合,溶液中各種粒子濃度大小的順序正確的是______(填字母)。
a.c(H+)>c(HC2O4-)>c(HCO3-)>c(CO32-)
b.c(HCO3-)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(CO32-)
c.c(H+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(CO32-)
d.c(H2CO3)>c(HCO3-)>c(HC2O4-)>c(CO32-)
(2)用氨水除去SO2。
已知25℃,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8。若氨水的濃度為2.0mol·L-1,溶液中的c(OH-)=________mol·L-1。將SO2通入該氨水中,當c(OH-)降至1.0×10-7mol·L-1時,溶液中的c(SO32-)/c(HSO3-)=__________。
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【題目】下列與實驗現(xiàn)象對應的結論正確的是( )
選項 | 實驗操作 | 實驗現(xiàn)象 | 結論 |
A | 向濃度為0.1mol/LNaCl、KI混合液中逐滴加入AgNO3溶液 | 出現(xiàn)黃色沉淀 | 溶解性:AgCl>AgI |
B | 溴乙烷與NaOH的乙醇溶液共熱,將溢出氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中 | 溶液紫色褪去 | 證明有乙烯生成 |
C | 向X的溶液中滴入濃NaOH溶液,將干燥紅色石蕊試紙置于管口 | 無明顯現(xiàn)象 | X溶液中有NH4+ |
D | 將SO2氣體通入Ba(NO3)2溶液 | 產生白色沉淀 | 沉淀為BaSO3 |
A.AB.BC.CD.D
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【題目】下列各組熱化學方程式中,化學反應的ΔH前者大于后者的是(。
①C(s)+O2(g)= CO2(g)ΔH1;C(s)+ O2(g)= CO(g)ΔH2
②S(s)+O2(g)= SO2(g)ΔH3;S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH4
③H2(g)+ O2(g)=H2O(l)ΔH5;2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l)ΔH6
④CaCO3(s)= CaO(s)+CO2(g)ΔH7;CaO(s)+H2O(l)= Ca(OH)2(s)ΔH8
A.①B.④C.②③④D.①②③
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【題目】關于如圖中各裝置的敘述正確的是( )
A.裝置①可制備少量氧氣
B.裝置②可用于實驗室制取和收集乙酸乙酯
C.裝置③的實驗可推斷硫、碳、硅三種元素的非金屬強弱
D.裝置④能驗證AgCl沉淀可轉化為溶解度更小的Ag2S沉淀
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【題目】硫酸錳是一種重要的化工中間體,是錳行業(yè)研究的熱點。一種以高硫錳礦(主要成分為含錳化合物及FeS)為原料制備硫酸錳的工藝流程如下:
已知:①“混合焙燒”后燒渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。
②金屬離子在水溶液中的平衡濃度與pH的關系如圖所示(25℃):
③此實驗條件下Mn2+開始沉淀的pH為7.54;當離子濃度≤105mol·L1時,可認為離子沉淀完全。
請回答:
(1)傳統(tǒng)工藝處理高硫錳礦時,不經“混合焙燒”,而是直接用H2SO4浸出,其缺點為____。
(2)“氧化”時,發(fā)生反應的離子方程式為____。若省略“氧化”步驟,造成的后果是____。
(3)“中和除雜”時,生成沉淀的主要成分為____(填化學式)。
(4)“氟化除雜”時,若使溶液中的Mg2+和Ca2+沉淀完全,需維持c(F-)不低于____。(已知:Ksp(MgF2)=6.4×1010;Ksp(CaF2)=3.6×1012)
(5)“碳化結晶”時,發(fā)生反應的離子方程式為_____。
(6)用惰性電極電解MnSO4溶液可制備MnO2,電解過程中陽極的電極反應式為____。
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